Neuron：巴普洛夫经典条件反射背后的神经学机制

　　

100多年前，俄国生理学家伊凡•巴普洛夫（Ivan Pavlov）提出了条件反射的概念。在那个著名的实验中，巴普洛夫每次喂狗之前先摇一次铃，如此重复多次。过一段时间，只要一摇铃，即使不喂食物，狗也会分泌大量的唾液。

如今，加州大学洛杉矶分校的一项研究将这种经典的条件反射归结到一小群脑细胞，这些神经元在亨廷顿舞蹈病、帕金森病和Tourette综合征中都出错。新的研究结果将帮助神经学家找到诊断和治疗这些疾病的新方法。它发表在3月22日的《Neuron》杂志上。

这项研究的资深作者，加州大学洛杉矶分校的神经生物学助理教授Sotiris Masmanidis表示：“各个物种之所以生存下来，是因为他们学会了如何将感官线索（如特定声音、气味和景象）与食物和水联系起来。我们希望揭开这个大脑回路。”

于是，研究团队重点研究纹状体的细胞活动，这是大脑中与奖励、运动和决策相关的一部分。在现代版的巴普洛夫实验中，Masmanidis及其同事反复将小鼠暴露在香蕉或柠檬的陌生气味中，然后给它们一滴炼奶。最终，小鼠认识到，香味预示着甜蜜奖励的到来，于是开始猛舔空气。

Masmanidis表示：“小鼠学会了将新的气味与食物联系起来，就像巴普洛夫的狗一样。我们下一步将要了解，当我们沉默纹状体中的不同细胞时，巴普洛夫反射会发生什么变化。”

根据早期研究的线索，研究人员将注意力集中在一小部分细胞上，它们支持纹状体中的主要神经元。虽然这些支持者不足该区域细胞总数的2%，但研究人员惊奇地发现它们扮演着重要的角色。“当我们关闭这些支持细胞时，只有一半的小鼠像以往一样舔空气。”

研究还发现，当小鼠第一次学习将不熟悉的气味与奖励配对时，这些支持细胞的影响最为强烈。不过，当小鼠已经掌握这种联系之后，变化就不那么戏剧性。“这些细胞对于那些还未掌握巴普洛夫反射、缺乏经验的小鼠而言是最重要的，”Masmanidis说。

研究的结果表明，若支持细胞存在功能障碍，则可能导致神经系统疾病，比如亨廷顿舞蹈病、帕金森病和Tourette综合征，而重建细胞的功能将有望帮助那些疾病患者。

巴普洛夫的经典实验是在一个多世纪以前开展的，即便如此，条件反射中的许多方面还有待我们去了解。文章的第一作者、加州大学洛杉矶分校的神经学博士后Kwang Lee表示：“我们的研究为了解不同类型的神经元在健康和疾病中的作用开辟了机会。”（生物通 薄荷）

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Parvalbumin Interneurons Modulate Striatal Output and Enhance Performance during Associative Learning

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2017.02.033