近日，德國科學(xué)家通過開發(fā)一種體內(nèi)鈣成像的3D成像新方法，發(fā)現(xiàn)多巴胺能神經(jīng)元（DAN）可以敏銳地調(diào)節(jié)感官知覺，從而使動物的行為決策適應(yīng)其內(nèi)部行為狀態(tài)。相關(guān)成果發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。

如何做出決定并控制行為是神經(jīng)科學(xué)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(jìn)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(tǒng)（又稱獎勵系統(tǒng)）在這些評估中起著重要作用。

多巴胺可以調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多種生理功能，產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)元即多巴胺能神經(jīng)元。其與許多疾病有關(guān)，如各種上癮行為、肥胖癥、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(jīng)元回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(yè)大學(xué)與馬克斯·普朗克神經(jīng)生物學(xué)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，并專門開發(fā)了一種基于體內(nèi)鈣成像的3D成像新方法。體內(nèi)鈣成像是目前人們觀測神經(jīng)活動最直接的手段，通過鈣離子指示劑監(jiān)測神經(jīng)元內(nèi)鈣離子濃度的變化，人們可以檢測神經(jīng)元的活動情況。

他們發(fā)現(xiàn)，多巴胺能神經(jīng)元可以敏銳地調(diào)節(jié)感官知覺，從而使動物的行為決策適應(yīng)其內(nèi)部行為狀態(tài)。研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、慕尼黑工業(yè)大學(xué)的伊洛納·格倫瓦德·卡多教授表示，多巴胺能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)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(tài)。除了嗅覺或味覺之類的感覺刺激外，多巴胺能神經(jīng)元還記錄生物是否處于運動狀態(tài)。神經(jīng)元可以對內(nèi)部行為狀態(tài)和外部信號做出反應(yīng)，并將它們組合起來，從而支持認(rèn)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(jīng)元表現(xiàn)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(jīng)元，而且激活了大腦中與運動本身無關(guān)的其他區(qū)域。這為進(jìn)一步研究運動在腦部活動中起什么作用打下了基礎(chǔ)。

◎ 編譯|李山

◎ 來源| 科技日報