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多巴胺能神经元可敏锐调节感官知觉

2020-07-20 15:28:19 来源:科技日报

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        近日,德国科学家通过开发一种体内钙成像的3D成像新方法,发现多巴胺能神经元(DAN)可以敏锐地调节感官知觉,从而使动物的行为决策适应其内部行为状态。相关成果发表在《当代生物学》杂志上。

        如何做出决定并控制行为是神经科学中最重要的问题之一。生物对香气和味道有天生的偏爱,例如食物的气味总是很有吸引力。大部分生物在口味上也有相似的偏好:糖和脂肪被积极地感知,而苦味的感知却很消极。为了能够进行这样的评估,我们需要大脑中的信号告诉我们:“这很好!”或“这不好!”大脑中的多巴胺能系统(又称奖励系统)在这些评估中起着重要作用。

        多巴胺可以调控中枢神经系统的多种生理功能,产生多巴胺的神经元即多巴胺能神经元。其与许多疾病有关,如各种上瘾行为、肥胖症、帕金森病等。人们已知多巴胺在大脑中起重要作用,但其如何影响着神经元回路的功能和行为的各个方面,还是一个悬而未决的问题。

        最近,德国慕尼黑工业大学与马克斯·普朗克神经生物学研究所研究人员一起研究了多巴胺在决定和控制运动中的功能,并专门开发了一种基于体内钙成像的3D成像新方法。体内钙成像是目前人们观测神经活动最直接的手段,通过钙离子指示剂监测神经元内钙离子浓度的变化,人们可以检测神经元的活动情况。

        他们发现,多巴胺能神经元可以敏锐地调节感官知觉,从而使动物的行为决策适应其内部行为状态。研究团队负责人、慕尼黑工业大学的伊洛纳·格伦瓦德·卡多教授表示,多巴胺能神经元网络的联合活动既反映先天对气味或味道的偏爱,又反映生物的生理状态。除了嗅觉或味觉之类的感觉刺激外,多巴胺能神经元还记录生物是否处于运动状态。神经元可以对内部行为状态和外部信号做出反应,并将它们组合起来,从而支持认知和运动过程。

        令研究人员惊讶的是,不同个体的多巴胺能神经元表现不一样。他们推测,这可以解释个体在偏好和行为方面的差异。

        研究还显示,动物的运动不仅激活了多巴胺能神经元,而且激活了大脑中与运动本身无关的其他区域。这为进一步研究运动在脑部活动中起什么作用打下了基础。

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