利用遗传学手段追踪奖励与惩罚相关的神经元

【字体: 时间:2020年09月17日 来源:

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  冷泉港实验室(CSHL)的科学家在小鼠大脑中发现了帮助动物学会避免负面体验的神经元。这些细胞位于大脑的一部分,参与调节影响行为的动机。

  

冷泉港实验室(CSHL)的科学家在小鼠大脑中发现了帮助动物学会避免负面体验的神经元。这些细胞位于大脑的一部分,参与调节影响行为的动机。

以前,大脑纹状体被认为致力于支持我们从积极强化中学习和寻求回报的能力。该结构中的一些神经元参与负强化学习的发现揭示了纹状体是一个更复杂的动机处理中枢。领导这项研究的CSHL教授Bo Li说,理解它的功能是至关重要的,因为在患有某些精神疾病的人中,动机加工会受到损害。

“我们知道这些神经元对正常的动机很重要——追求奖励的动机或逃避惩罚的动机,”Li说。“因此,我们希望纹状体神经元对抑郁和上瘾都起关键作用,或者两者兼而有之。

纹状体位于大脑的背侧纹状体区域。它的细胞是由它们产生的化学物质来定义的,而不是解剖边界,这使得研究它们的功能变得困难。Li和他的团队之所以能够做到这一点,是因为他们鉴定出了Tshz1基因。利用Tshz1作为基因标签,研究人员追踪了纹状体内的神经元。这使得他们能够操纵细胞并在小鼠身上监测它们的活动。

他们与其他CSHL科学家以及斯坦福大学和霍华德休斯医学院Janelia研究院的研究人员合作完成的实验显示,小鼠纹状体需要表达Tshz1的细胞来学习将某些地方或声音与不愉快的经历联系起来。令人惊讶的是,这些细胞在动物的奖赏学习中没有扮演任何角色,而奖赏学习的功能则落在纹状体内的其他神经元身上。Li说:

“因此,似乎纹状体并不像我们最初认为的那么简单。实际上,在纹状体中有两种神经元让动物同时做这两种事——奖赏追求和惩罚回避。这些不同的东西对我们生存至关重要。你可以想象,如果你对惩罚不敏感,遇到危险你就麻烦了。如果你对奖励不敏感,你也会有生存的困难,因为你不是为了食物而前进。”

最后,Li说,了解纹状体中的神经元如何与大脑中其他动机处理部分相互作用来指导行为,将使研究人员能够深入了解导致精神疾病的细胞或电路。他希望,这将导致更好的治疗。

原文检索:A Genetically Defined Compartmentalized Striatal Direct Pathway for Negative Reinforcement

(生物通:伍松)

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