关键的大脑区域在成瘾中起着至关重要的作用


时间:2019-01-20 15:05:44  次浏览 )

  新研究发现,小脑是科学家认为主要参与运动控制的大脑人脑,可能在寻求奖励和社会行为方面发挥关键作用。这些发现可能有助于为将来治疗成瘾的疗法提供信息。

最近的研究暗示,除了运动之外,大脑的小脑也可能有助于控制认知功能,如语言,学习和注意力。

现在,位于纽约布朗克斯的阿尔伯特爱因斯坦医学院的科学家们表示,这个领域也可以规范奖励处理和成瘾。

Kamran Khodakhah博士是爱因斯坦Dominick P. Purpura神经科学系的教授和主席,领导了这项新研究。科学家们在老鼠身上进行了这项研究

Khodakhah教授及其团队在“ 科学 ”杂志上发表了他们的研究成果。爱因斯坦的博士研究员Ilaria Carta和Christopher Chen博士都是该论文的第一作者。

为什么研究小脑?

Khodakhah教授和他的同事们在他们的研究工作中得到了最近的研究,这些研究暗示了小脑在成瘾和社会互动中的作用。

例如,一些研究发现,小脑在成瘾行为,自闭症谱系障碍(ASD),认知情感综合症和精神分裂症患者中不能正常运作。
 

其他MRI研究表明,患有成瘾的人的小脑响应于他们的成瘾所涉及的刺激(例如注射器的图像)而过度活跃。

该研究的资深作者解释说:“小脑对控制运动的作用远远超过控制运动的观念遭到了很多怀疑,”并且没有人对小脑如何影响多巴胺释放有任何真正的线索。

由于其在寻求奖励行为中的关键作用,科学家将多巴胺称为“性,毒性和摇滚”神经递质。当人类 - 或灵长类动物 - 获得愉快的奖励时,无论是在学习过程结束时还是为了娱乐目的,他们的身体都会释放激素。

科学家与奖励处理有关的另一个大脑区域是所谓的腹侧被盖区(VTA)。因此,在目前的研究中,科学家假设小脑中的神经元会以某种方式与VTA神经元通信,这些神经元负责释放多巴胺。
 

用光来研究小鼠的神经元

科学家们用光遗传学来检验他们的假设。光遗传学是一种技术,科学家通过这种技术对神经元进行遗传修饰,使其对光有反应。

通过遗传诱导光敏性,研究人员可以选择性地激活小脑中神经元的轴突。通过这样做,他们希望看到VTA中的神经元将如何受到影响。

 

三分之一的VTA神经元响应轴突的刺激而发射,证明小脑中的神经元与VTA中的神经元相通。

接下来,科学家们想看看,如果有的话,这种神经元间的沟通会影响寻求奖励的行为。为了研究这一方面,研究人员在老鼠身上进行了一系列实验。

小脑如何影响奖励寻求

在第一个实验中,啮齿动物可以自由地探索房间的所有四个角落,但当它们到达一个特定角落时,研究人员使用光遗传学刺激了啮齿动物的小脑神经元。

科学家假设,如果刺激是令人愉快的,啮齿动物会继续寻求有益的行为 - 也就是说,他们会反复回到他们接受了愉快刺激的角落。

正如团队预期的那样,受刺激的啮齿动物选择比对照小鼠更频繁地返回同一个角落。

接下来,为了证实刺激小脑神经元的轴突在成瘾中发挥作用,研究人员调节小鼠在明亮的区域接受这些轴突的愉快刺激。

通常情况下,老鼠会避开明亮的灯光,并且在黑暗中感觉更舒适,在那里他们可以避开掠食者。但是在最后的实验中,为了获得愉悦的刺激,他们选择违背他们惯常的偏好。

 

 

即使老鼠通常避开明亮的区域,现在他们优先跑向光明,因为那是他们记得获得奖励的地方[...]这表明小脑在成瘾行为中发挥作用。”

Kamran Khodakhah教授

 

小脑也是社交行为的关键

另一项实验表明,小脑轴突和VTA神经元之间的通路也在社会行为中起作用。

研究人员将老鼠放入一个有三个室的盒子里。啮齿动物可以选择与对象,另一只鼠标进行交互,或者单独在空白区域进行交互。

当他们选择社交互动时,小脑轴突-VTA神经元通路最活跃。然而,当科学家使用光遗传学来沉默这种神经通路时,啮齿动物选择单独使用或与无生命物体相互作用。

结果向研究人员表明,小脑轴突-VTA神经元通路可能在ASD患者中功能失调。

“我们的数据支持小脑在奖励处理和控制社会行为方面的作用,”作者总结道。

“我们建议这条途径可以至少部分地解释小脑和成瘾行为之间的关联,并为小脑在其他动机和社会行为中的作用提供基础。”

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