多巴胺的作用解释道
多巴胺在大脑中神经递质中,获得了近乎神话般的地位。数十年的研究已经建立了对一些看似不相关的脑功能包括学习动机、和运动。这的问题是如何一个神经递质扮演很多不同的角色。
解开多巴胺多样化的功能一直挑战,部分原因是先进的人类和其他哺乳动物的大脑含有不同种类的多巴胺神经元,所有嵌入在高度复杂的电路。在一项新的研究中,洛克菲勒的凡妮莎太阳和她的团队深入探究的问题,而不是简单多了果蝇的大脑,其神经元和它们的连接映射。
作为人类,一只苍蝇的多巴胺神经元为学习提供一个信号,帮助他们特定的气味链接到一个特定的结果。例如,学习,苹果醋包含糖是塑造未来动物的行为在他们的下一个遇到的气味。但是太阳的团队发现同样的多巴胺神经元也强烈相关动物正在进行的行为。这些多巴胺神经元的活动不只是编码的力学运动,而是似乎反映了飞的行为背后的动机和目标。换句话说,相同的多巴胺神经元教动物长期课程还提供即时强化,鼓励苍蝇继续有益的行动。
“似乎有一个亲密的关系学习和动机,什么多巴胺的两个不同方面,”太阳说,研究结果发表在自然神经科学。
持续学习
苍蝇闻起来是很重要的。大脑嗅觉学习中心,叫做蘑菇的身体,负责教他们这气味意味着美味的糖。,三种类型的神经元聚集:肯扬细胞响应的气味,发送信号的输出神经元的大脑中产生多巴胺的神经元。当飞遇到一个气味,然后获得一个糖奖励,一个快速释放多巴胺的神经元之间的连接强度改变蘑菇的身体,本质上帮助飞新协会和改变其未来应对这气味。
但是太阳和她的同事们已经注意到持续的多巴胺信号即使没有回报。相同的神经元,帮助果蝇学习协会也经常解雇动物感动。”提出的问题,这些神经元代表特定方面的运动,像动物是如何将其腿,还是别的东西,像动物的目标?”Ruta says.
为了找到答案,研究小组开发了一个虚拟现实系统果蝇嗅觉环境可以导航,走在treadmill-like监测他们的大脑活动时的球通过显微镜。气流通过小管提供的气味。当苍蝇的味道诱人的气味,像苹果醋,它重新定位并开始逆风,向源。
使用这个系统,研究人员能够检查在不同条件下苍蝇的大脑活动。他们发现多巴胺神经元的活动密切反映运动时发生,但只有当果蝇进行有目的的跟踪,而不是当他们只是闲逛。
当研究者抑制多巴胺神经元的活动,动物减少他们跟踪的气味,甚至当他们饥饿,因此食物闻起来有高度兴趣。相比之下,激活神经元在food-indifferent,完全吃苍蝇,推动气味的积极追求。
在一起,发现揭示如何多巴胺通路可以执行两个功能:迅速传达激励信号形状进行行为同时也提供有益的信号通过学习指导未来的行为。“这给了我们一个更深的理解的一个途径可以生成不同形式的灵活的行为,”太阳说。
下一步是了解其他神经元知道一阵多巴胺意味着在任何给定的时间。太阳说,一种可能性是,学习更连续、动态的过程比通常认为的:在短时间尺度,动物每一步不断评估自己的行为,不仅学习最后的联系,也使他们的行动。
