多巴胺能神經元可敏銳調節感官知覺

2020-07-17 光明網

近日，德國科學家通過開發一種體內鈣成像的3D成像新方法，發現多巴胺能神經元（DAN）可以敏銳地調節感官知覺，從而使動物的行為決策適應其內部行為狀態。相關成果發表在《當代生物學》雜誌上。

如何做出決定並控制行為是神經科學中最重要的問題之一。生物對香氣和味道有天生的偏愛，例如食物的氣味總是很有吸引力。大部分生物在口味上也有相似的偏好：糖和脂肪被積極地感知，而苦味的感知卻很消極。為了能夠進行這樣的評估，我們需要大腦中的信號告訴我們：「這很好！」或「這不好！」大腦中的多巴胺能系統（又稱獎勵系統）在這些評估中起著重要作用。

多巴胺可以調控中樞神經系統的多種生理功能，產生多巴胺的神經元即多巴胺能神經元。其與許多疾病有關，如各種上癮行為、肥胖症、帕金森病等。人們已知多巴胺在大腦中起重要作用，但其如何影響著神經元迴路的功能和行為的各個方面，還是一個懸而未決的問題。

最近，德國慕尼黑工業大學與馬克斯·普朗克神經生物學研究所研究人員一起研究了多巴胺在決定和控制運動中的功能，並專門開發了一種基於體內鈣成像的3D成像新方法。體內鈣成像是目前人們觀測神經活動最直接的手段，通過鈣離子指示劑監測神經元內鈣離子濃度的變化，人們可以檢測神經元的活動情況。

他們發現，多巴胺能神經元可以敏銳地調節感官知覺，從而使動物的行為決策適應其內部行為狀態。研究團隊負責人、慕尼黑工業大學的伊洛納·格倫瓦德·卡多教授表示，多巴胺能神經元網絡的聯合活動既反映先天對氣味或味道的偏愛，又反映生物的生理狀態。除了嗅覺或味覺之類的感覺刺激外，多巴胺能神經元還記錄生物是否處於運動狀態。神經元可以對內部行為狀態和外部信號做出反應，並將它們組合起來，從而支持認知和運動過程。

令研究人員驚訝的是，不同個體的多巴胺能神經元表現不一樣。他們推測，這可以解釋個體在偏好和行為方面的差異。

研究還顯示，動物的運動不僅激活了多巴胺能神經元，而且激活了大腦中與運動本身無關的其他區域。這為進一步研究運動在腦部活動中起什麼作用打下了基礎。（記者李山）

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