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誰在告訴你氣味香、口味甜?多巴胺能神經(jīng)元可敏銳調(diào)節(jié)感官知覺

作者:轉(zhuǎn)載 日期:2020-07-17 14:22:00 點擊數(shù):

近日,德國科學(xué)家通過開發(fā)一種體內(nèi)鈣成像的3D成像新方法,發(fā)現(xiàn)多巴胺能神經(jīng)元可以敏銳地調(diào)節(jié)感官知覺,從而使動物的行為決策適應(yīng)其內(nèi)部行為狀態(tài)。相關(guān)成果發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。

如何做出決定并控制行為是神經(jīng)科學(xué)中最重要的問題之一。生物對香氣和味道有天生的偏愛,例如食物的氣味總是很有吸引力。大部分生物在口味上也有相似的偏好:糖和脂肪被積極地感知,而苦味的感知卻很消極。為了能夠進(jìn)行這樣的評估,我們需要大腦中的信號告訴我們:“這很好!”或“這不好!”大腦中的多巴胺能系統(tǒng)(又稱獎勵系統(tǒng))在這些評估中起著重要作用。

多巴胺可以調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多種生理功能,產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)元即多巴胺能神經(jīng)元(DAN)。其與許多疾病有關(guān),如各種上癮行為、肥胖癥、帕金森病等。人們已知多巴胺在大腦中起重要作用,但其如何影響著神經(jīng)元回路的功能和行為的各個方面,還是一個懸而未決的問題。

最近,德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)與馬克斯·普朗克神經(jīng)生物學(xué)研究所研究人員一起研究了多巴胺在決定和控制運(yùn)動中的功能,并專門開發(fā)了一種基于體內(nèi)鈣成像的3D成像新方法。體內(nèi)鈣成像是目前人們觀測神經(jīng)活動最直接的手段,通過鈣離子指示劑監(jiān)測神經(jīng)元內(nèi)鈣離子濃度的變化,人們可以檢測神經(jīng)元的活動情況。

他們發(fā)現(xiàn),多巴胺能神經(jīng)元可以敏銳地調(diào)節(jié)感官知覺,從而使動物的行為決策適應(yīng)其內(nèi)部行為狀態(tài)。研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、慕尼黑工業(yè)大學(xué)的伊洛納·格倫瓦德·卡多教授表示,多巴胺能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合活動既反映先天對氣味或味道的偏愛,又反映生物的生理狀態(tài)。除了嗅覺或味覺之類的感覺刺激外,多巴胺能神經(jīng)元還記錄生物是否處于運(yùn)動狀態(tài)。神經(jīng)元可以對內(nèi)部行為狀態(tài)和外部信號做出反應(yīng),并將它們組合起來,從而支持認(rèn)知和運(yùn)動過程。

卡多教授說:“神經(jīng)元可以靈活、個性化地對最重要的信息做出反應(yīng),例如氣味、味道、饑餓或自己的運(yùn)動。這對于做出平衡的決定很重要,因為根據(jù)情況的不同,外部信號可能意味著好或壞?!?br>

令研究人員驚訝的是,不同個體的多巴胺能神經(jīng)元表現(xiàn)不一樣。他們推測,這可以解釋個體在偏好和行為方面的差異。

研究還顯示,動物的運(yùn)動不僅激活了多巴胺能神經(jīng)元,而且激活了大腦中與運(yùn)動本身無關(guān)的其他區(qū)域。這為進(jìn)一步研究運(yùn)動在腦部活動中起什么作用打下了基礎(chǔ)。



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