動(dòng)物的行為動(dòng)機(jī)可簡(jiǎn)單概括為“趨利避害”。人們追求讓自身愉悅的事物——如美食、游戲、音樂(lè)等,這些都能促使大腦分泌多巴胺,帶來(lái)所謂“快樂(lè)”的感覺(jué);而人們會(huì)下意識(shí)地逃避感到厭惡的事情,如饑餓、危險(xiǎn)、疼痛等。需要指出的是,這種逃避行為是多數(shù)成癮患者無(wú)法忍受強(qiáng)烈的戒斷癥狀,進(jìn)而陷入毒品復(fù)吸的重要原因。

  多個(gè)腦區(qū)參與調(diào)控上述過(guò)程,包括腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)、伏隔核(NAc)、基底外側(cè)杏仁核(BLA)和丘腦室旁核(PVT)等。其中伏隔核被視作是處理獎(jiǎng)賞和厭惡信息的中心,是研究重點(diǎn)關(guān)注的腦區(qū)。NAc主要由GABA能中型多棘神經(jīng)元(MSN)組成。根據(jù)表達(dá)的多巴胺受體不同,MSN分為D1和D2型神經(jīng)元。過(guò)往研究將調(diào)控獎(jiǎng)賞和厭惡的行為歸結(jié)于D1型神經(jīng)元和D2型神經(jīng)元的差異,但近年來(lái)的研究表明,D1-和D2-型神經(jīng)元都能參與調(diào)控獎(jiǎng)賞和厭惡行為。與其他投射到NAc的谷氨酸輸入不同,研究發(fā)現(xiàn)PVT→NAc通路調(diào)控嗎啡戒斷相關(guān)的厭惡效應(yīng)。那么,伏隔核分別調(diào)控獎(jiǎng)賞和厭惡行為的功能單元是否能根據(jù)神經(jīng)元的特異上下游環(huán)路來(lái)定義?

近日,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員朱英杰團(tuán)隊(duì)在《自然-通訊》(Nature Communications)上發(fā)表研究成果,揭示了伏隔核兩條平行環(huán)路分別調(diào)控獎(jiǎng)賞和厭惡行為??蒲腥藛T利用AAV1-cre病毒順行跨單突觸的特性去分別標(biāo)記接收BLA投射的NAc神經(jīng)元(NAcBLA)和接收PVT投射的NAc神經(jīng)元(NAcPVT),發(fā)現(xiàn)它們是兩群不同的細(xì)胞。研究團(tuán)隊(duì)利用光遺傳學(xué)技術(shù)激活NAcBLA和NAcPVT神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)它們分別介導(dǎo)獎(jiǎng)賞和厭惡。通過(guò)神經(jīng)示蹤和膜片鉗電生理記錄,研究證明NAcBLA神經(jīng)元通過(guò)投射到VTA的GABA能神經(jīng)元來(lái)解除對(duì)多巴胺神經(jīng)元的抑制,進(jìn)而促進(jìn)多巴胺的釋放介導(dǎo)獎(jiǎng)賞效應(yīng),而NAcPVT神經(jīng)元通過(guò)投射到外側(cè)下丘腦(LH)的GABA能神經(jīng)元介導(dǎo)厭惡過(guò)程。研究表明,失活NAcBLA神經(jīng)元導(dǎo)致小鼠喪失了對(duì)美食的興趣;而失活NAcPVT神經(jīng)元?jiǎng)t有效緩解了阿片戒斷癥狀。

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該研究提供了伏隔核(NAc)神經(jīng)元編碼獎(jiǎng)賞和厭惡的環(huán)路新視角,回答了為什么不同的谷氨酸輸入在伏隔核介導(dǎo)相反的行為。該研究成果有助于推動(dòng)關(guān)于獎(jiǎng)賞與厭惡相關(guān)疾病防治的深入研究,例如,通過(guò)調(diào)控NAcPVT環(huán)路來(lái)治療成癮,調(diào)控NAcBLA環(huán)路來(lái)干預(yù)抑郁癥等。

  研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科技創(chuàng)新2030-“腦科學(xué)與類腦研究”重大項(xiàng)目、廣東省腦連接圖譜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深港腦科學(xué)創(chuàng)新研究院和深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)等的支持。

論文鏈接

深圳先進(jìn)院揭示大腦處理獎(jiǎng)賞和厭惡的伏隔核平行環(huán)路新機(jī)制-肽度TIMEDOO

NAcBLA神經(jīng)元和NAcPVT神經(jīng)元分別投射到不同的下游腦區(qū)

深圳先進(jìn)院揭示大腦處理獎(jiǎng)賞和厭惡的伏隔核平行環(huán)路新機(jī)制-肽度TIMEDOO

兩條平行的NAc神經(jīng)環(huán)路分別調(diào)控獎(jiǎng)賞和厭惡

來(lái)源: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院