就像太空一样,大脑的这个区域需要更多的探索。
最古老和最知名的奖励途径是中脑边缘多巴胺系统,它由从腹侧被盖区(VTA)到伏隔核的神经元组成,伏隔核是调节情绪和动机处理的关键结构,
多巴胺是一种神经递质,当大脑期待奖励时释放。多巴胺的激增可能来自吃披萨、跳舞、购物和性行为。但它也可能来自药物,导致药物滥用。
为了寻找治疗成瘾和精神疾病的方法,研究人员正在寻找多巴胺以外的途径,它可能在奖励和强化中发挥关键作用。
在《Nature Neuroscience》杂志上发表的一篇论文中,华盛顿大学医学院Bruchas实验室的研究人员推动了对奖赏通路的研究,发现除了多巴胺,还有另一种通路。Bruchas实验室正在拓展大脑内部运作的知识,并确定精神疾病的治疗方法。
华盛顿大学医学院麻醉学和疼痛医学教授,Bruchas实验室的负责人、通讯作者Michael Bruchas博士说:“这项研究为理解奖赏回路开辟了新途径,奖赏回路可能在滥用尼古丁、阿片类药物或其他药物以及影响包括抑郁症在内的奖赏过程的神经精神疾病中被改变。”Bruchas实验室正在拓展大脑内部运作的知识,并确定精神疾病的治疗方法。
在这项研究中,研究人员发现,大约30%的VTA细胞是GABA神经元。VTA - GABA神经元越来越被认为是奖励和厌恶的玩家,也是治疗成瘾、抑郁和其他压力相关疾病的潜在目标。
神经元是大脑和神经系统的基本单元,这些细胞负责接收来自外部世界的感觉输入,向我们的肌肉发送运动命令,并在每一步之间转换和传递电信号。
“我们发现的是一种独特的氨基丁酸(GABA)能神经元细胞,广泛投射到伏隔核,但只投射到特定部分有助于奖赏强化,”该研究的共同负责人Raajaram Gowrishankar说,他是一名博士后学者,工作于Bruchas实验室和成瘾、疼痛和情绪神经生物学中心。
在雄性和雌性小鼠中,研究人员显示,从VTA到腹侧,而不是背侧伏隔核壳的长程GABA神经元参与奖赏和强化行为。他们发现这种GABA能投射抑制胆碱能中间神经元——奖赏相关学习的关键角色。
正如研究人员所写:这些发现“进一步加深了我们对神经回路的理解,这些神经回路直接与抑郁和成瘾等神经精神疾病有关。”
该研究的主要作者之一、临床药理学中心和华盛顿大学的Ream Al-Hasani将这一发现比作使用乐高积木进行建筑,并找出一块与另一块的连接方式。
每一块拼图都可能需要几年的时间。
Gowrishankar说,这一发现使科学家能够了解大脑的亚区域,并可视化特定的神经调节剂在奖赏处理过程中是如何释放的。
用科学术语来说,研究人员能够突出大脑中的异质性——或者大脑中的差异。
Gowrishankar说:“我们不认为大脑中的结构是单一的,这一点非常重要。大脑中有很多细微差别。它是多么可塑啊。它是如何连接的。这一发现显示了差异如何发挥作用的一种方式。”
Ream Al-Hasani, Raajaram Gowrishankar, Gavin p. Schmitz, Christian E. pedersen, David J. Marcus, Sofia E. Shirley, Taylor E. Hobbs, Abigail J. Elerding, Sophie J. Renaud, Miao Jing, Yulong Li, Veronica A. Alvarez, Julia C. Lemos, Michael R. Bruchas. Ventral tegmental area GABAergic inhibition of cholinergic interneurons in the ventral nucleus accumbens shell promotes reward reinforcement. Nature Neuroscience, 2021; DOI: 10.1038/s41593-021-00898-2