小鼠“玩转”多巴胺

多巴胺分子与大脑。 图片来源：Andrea Danti / stock.adobe.com

从听到冰淇淋车接近时的兴奋，到品尝美酒时的快感，被称为多巴胺的神经信使被普遍描述为大脑中与奖励和快乐有关的使人“感觉良好”的化学物质。

多巴胺是一种普遍存在的神经递质，在大脑细胞之间传递信号，其众多功能涉及认知过程的多个方面。科学家已经从外部线索或“决定性”信号的角度对这一化学信使进行了广泛研究。如今，美国科学家开始研究与多巴胺自发冲动有关的鲜为人知的秘密。相关成果近日发表于《当代生物学》。

加州大学圣迭戈分校的研究生Conrad Foo与合作者发现，小鼠可以随心所欲地操纵这些随机的多巴胺脉冲。小鼠的大脑新皮层中充满了不可预测的多巴胺冲动，这种冲动大约每分钟发生一次。这种冲动不只在小鼠表现出愉悦或基于奖励的期望时才会发生。

Foo与加州大学圣迭戈分校和纽约西奈山医学院的研究者合作，调查老鼠是否会意识到这些冲动。研究人员设计了一个反馈方案，在跑步机上的小鼠如果能够控制随机的多巴胺信号，就会得到奖励。数据显示，小鼠不仅能够意识到这些多巴胺冲动，还学会了预测并对其中的一部分信号采取行动。

“重要的是，小鼠学会了在接受奖励之前可靠地诱发（多巴胺）冲动。当奖励被移除时，这些效果就会逆转。因此，我们认为在行为规划中，自发的多巴胺冲动可能是一个显著的认知事件。”研究人员表示，这项研究为多巴胺和大脑动力学的研究打开了一个新的维度。他们打算扩展这项研究，以探索不可预测的多巴胺事件是否以及如何驱动觅食行为，这是寻找食物、寻找配偶的一个基本方面，也是开拓新家园的一种社会行为。

“我们进一步推测，动物的自发多巴胺冲动可能会在缺乏已知奖赏的情况下刺激它去搜索和觅食。”Foo说，在努力控制多巴胺的过程中，后者的作用似乎是促进而不是启动运动行为。

“这是一个偶然的发现。”该研究资深作者、圣迭戈分校物理系和神经生物学部教授David Kleinfeld说，“出乎意料的是，我们花了很长时间扩展原始研究，还进行了对照实验来验证这一说法。这使我们得出了目前的结论。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.06.069

来源：中国科学报