來自來自加州大學伯克利分校和中科院上海生命科學研究院的研究人員在新研究中證實,內側前額葉皮質相位性多巴胺釋放(Phasic dopamine release)促進了刺激辨別。這一重要的研究發現發布在5月16日的《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。
任職于加州大學伯克利分校和中科院上海生命科學研究院神經科學研究所的蒲慕明(Mu-ming Poo)教授,與加州大學伯克利分校的Andrei T. Popescu是這篇論文的共同通訊作者。蒲慕明2009年當選為美國國家科學院院士,2011年當選中國科學院院士。他是一位國際著名的神經生物學家,主要從事軸突導向和突觸可塑性的分子與細胞機制研究。多年來,在Cell、Science、Nature、Neuron、PNAS等雜志發表了一系列重要研究成果,其中最引人矚目的成果包括:
2007年在權威生物學雜志Cell上, 蒲慕明分別領導完成了兩項有關神經細胞極性研究的突破性進展,前一篇文章發現一種長距離的細胞內信號傳遞過程可以協調神經細胞的不同部位對外界導向信號的反應,從而指導高度極性的神經細胞定向遷移過程;后一篇文章則指出兩種上皮極性關鍵蛋白:LKB1和STRAD在神經細胞極性形成過程中的重要作用。
2009年,蒲慕明與中科院神經科學研究所的段樹民研究員領導研究團隊解析了神經元蛋白極性分布機制。這一新穎的機制,為研究神經元蛋白的極性分布提供了嶄新的角度,具有重要的理論意義。這項研究發布在Cell雜志上。
2010年,蒲慕明領導研究團隊發現了cAMP和cGM之間的局部,長時程對應調控作用,這兩種信號通路相互拮抗,相互制約,共同調節著細胞的正常生理功能。這一研究成果公布在Science雜志上。
在最新的PNAS文章中,蒲慕明院士和合著作者們指出,人們認為相位性多巴胺釋放引導了聯想學習。但大多數研究都是將焦點放在從側腹被蓋區(VTA)至紋狀體的投射上,對于多巴胺在其他VTA靶區域中所起的作用仍不清楚。
研究人員采用光遺傳學方法激活VTA投射,探究了多巴胺在內側前額葉皮質(mPFC)的功能。他們發現小鼠并沒有將mPFC中光遺傳學誘導的多巴胺釋放視作為收獲或厭惡,也不會響應多巴胺瞬變改變它們以往的習得性行為。而重復短暫配對聽覺條件刺激(CS)與mPFC多巴胺釋放,可導致更快速地學會完成隨后識別相同CS與未配對刺激的任務。
研究人員采用誘人和令人厭惡的條件刺激獲得了相似的結果。利用細胞外記錄方法,他們發現CS-多巴胺配對提高了響應CSs的mPFC神經元放電,在學習過程中在mPFC中給予D1或D2多巴胺受體拮抗劑可以損害刺激辨別。
由此,研究人員得出結論:多巴胺瞬變微調mPFC神經元識別了學習過程中行為相關的事件。
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