多巴胺在学习和记忆中的作用

由大脑和行为工作人员提供

一个由 BBRF 受助者领导的团队提出了一种全新的方式来理解大脑中多巴胺在学习和记忆过程中的作用.神经递质的修正观点对我们理解行为控制和许多精神疾病具有潜在的广泛影响.

多巴胺在整个大脑和身体中无处不在，并具有多种功能，长期以来，科学家们一直认为多巴胺是大脑奖励系统的关键，因此通常被认为在成瘾生物学中发挥着核心作用.多巴胺系统失调也被假设在许多精神疾病中，包括抑郁症、焦虑症和精神分裂症.

“在新闻界，多巴胺通常被称为‘快乐分子'或‘奖励分子'，"团队负责人 Erin S. Calipari 博士说，他是范德比尔特大学 2018 年和 2016 年的 BBRF 青年研究员. “研究帮助我们了解多巴胺在学习和记忆中的作用比这更复杂，但我们没有一个完整而准确的理论来解释多巴胺在大脑中的实际作用."

Calipari 博士和她的范德比尔特同事的新研究，包括 Munir Gunes Kutlu 博士，2019 年 BBRF 青年研究员和该团队发表在 Current Biology 上的论文的第一作者，以及 Cody A. Siciliano 博士. D. 是 2017 年 BBRF 青年研究员，他并未否定过去关于多巴胺的大量研究，而是将其置于更广泛的背景下.

正如该团队所解释的那样，在过去的 20 年中，多巴胺被认为是一种机制的核心，该机制使个人能够在预期奖励没有实现时进行学习.这个过程称为奖励预测错误.当预期的奖励没有到来时，神经元的多巴胺表达被认为是该事件的标志，帮助个人学习更好地根据预期结果校准他或她的行为——这是一个重要的适应性学习过程，不仅有助于个人成功，而且有助于成功在物种层面.

在啮齿动物中进行的实验使 Calipari 博士及其同事意识到，奖励预测错误只是多巴胺作用的一部分.卡利帕里博士说，虽然这是真的，但奖励会增加大脑中的多巴胺水平，“压力刺激也是如此."揭示这一事实的实验使她认识到“多巴胺有助于编码有关所有类型的重要和相关事件的信息，并驱动适应性行为——无论是积极的还是消极的."

该团队研究了多巴胺在大脑中称为伏隔核的部分的各种学习情况中的作用，伏隔核是处理情绪和动机(包括奖励、愉悦和厌恶)的核心. “我们表明，多巴胺通过发出刺激的感知显着性信号，有助于了解各种突发事件，"该团队指出.

“刺激的物理强度，称为显着性，是学习的主要组成部分，"他们解释说.通过显着性视角了解多巴胺使研究人员能够“解释看似不一致的数据，这些数据表明多巴胺既是奖励编码器，又在对厌恶和焦虑产生的刺激的神经反应中起着关键作用."

Danny G. Winder 博士是卡利帕里博士的同事，他是范德比尔特成瘾研究中心的主任，他解释了这对我们理解成瘾的意义. “所有滥用药物的一个共同主题是它们会增加大脑中多巴胺的释放，这有助于支持多巴胺作为奖励分子的概念.这项工作清楚地证明了这种神经递质的复杂得多的作用，这意味着我们需要重新思考依赖于多巴胺/药物奖励心态的成瘾模型，"他说.

根据 Calipari 博士的说法，“我们对成瘾神经生物学的大部分理解都围绕着多巴胺和多巴胺网络，因为许多旨在治疗成瘾的治疗方法都是针对多巴胺的.然而，在不完全了解多巴胺实际作用的情况下改变多巴胺可能会导致许多无法预料的副作用，更重要的是，会导致治疗策略失败."

她希望多巴胺在学习和记忆中更广泛作用的新模型可以使研究人员更好地了解患者的症状，不仅是成瘾症状，还包括多巴胺系统受到干扰的其他精神疾病——这是一个潜在的基础以获得更好的护理和开发新的治疗方法.