催产素通过作用于奖赏通路改善孤独症患者的社交障碍

孤独症谱系障碍是一类广泛性神经精神发育障碍性疾病,其核心症状是社会交往缺陷和重复刻板行为。中脑边缘奖赏通路是介导奖赏效应的重要通路,与社交行为有关。催产素是对社交行为具有积极促进作用的神经肽,可以通过作用于奖赏通路,改善孤独症患者的社交行为。催产素的神经生物学机制一方面与其在伏隔核内与5-羟色胺协同作用引起突触前的长时程抑制,调节社交奖赏有关;另一方面与室旁核投射至中脑腹侧被盖区的催产素神经元在社交过程中被激活,引发多巴胺系统介导的社交奖赏有关。     

多巴胺信号表征奖赏预测误差的理论起源和进展

学会寻求自然奖赏对人和高等动物的生存和繁衍极为重要。脑内多巴胺能神经元活动在处理奖赏信息时发生具有表征意义的增强,产生多巴胺信号。人们相继提出快感、激励显著性、奖赏预测误差等一系列假说,日益精确地揭示了多巴胺信号所表征的意义内涵。这一进展历程对神经科学、心理学和人工智能研究具有深刻启迪,其成果更具有基础性的科学价值。本文简要回顾这些假说的发展历程,介绍奖赏预测误差假说如何继承多学科成果并相对准确地揭示多巴胺信号的重要功能,分析部分最新成果对奖赏预测误差假说的充实和扩展,并初步展望该领域进一步发展的可能方向。     

腹侧被盖区多巴胺能神经元对奖赏/厌恶刺激反应的异质性

中脑多巴胺奖赏系统,由腹侧被盖区及其投射靶区组成,参与药物依赖、精神疾病等病理过程的调控.奖赏和厌恶刺激是衡量上述病理过程的重要手段.一直以来,不同研究在该系统对奖赏和厌恶刺激的反应上存在分歧,越来越多的研究倾向于认为该系统,特别是腹侧被盖区多巴胺能神经元存在较大的异质性.本文从腹侧被盖区多巴胺能神经元判定标准、解剖定位和投射特异性等角度对其在奖赏和厌恶刺激中的功能异质性进行综述,并对未来研究方向进行展望.     

中脑多巴胺神经元位相性兴奋与行为强化

生理状态下,突然呈现的奖赏刺激可以诱发机体中脑多巴胺能神经元产生位相性兴奋。近期有研究认为,这种位相性兴奋直接反映了机体对奖赏的预期与实际奖赏间的差异,而此兴奋所导致的多巴胺释放可显著改变多巴胺能神经支配区域多巴胺的浓度,影响纹状体及其它边缘皮层区神经元的兴奋性,并介导神经突触效能发生长时程改变。经此方式,奖赏相关的环境变化对机体的行为产生即时和长期影响,这一过程可能是自然奖赏物及成瘾药物产生行为强化效应的基础之一。     

多巴胺的负调控中枢——缰核在抑郁症中的作用

腹侧被盖区(VTA)在大脑奖赏环路中起到核心调控作用。抑郁症中VTA的多巴胺能神经元电活动发生异常改变。近年来的研究发现,来自缰核的输入能够负调控VTA多巴胺神经元的电活动。在抑郁动物模型中,由于βCaMKII表达水平异常增加所引起的被过度活化的外侧缰核神经元,可以通过降低包括多巴胺在内的单胺水平,最终导致多种核心抑郁表型的产生。     

天然奖赏与药物奖赏

动物和人的中枢神经系统具有奖赏机制来加强和激励对机体有益的行为,以利个体生存和种族繁衍。但这一系统一旦被某些外源性物质反复地异常激活(如药物滥用),则引起神经系统的慢性适应性改变,将对机体造成严重损害。实现奖赏效应的神经结构主要位于中脑边缘系统,中脑腹侧被盖区(VTA)至伏核(NAc)的多巴胺通路是食物和性活动等天然奖赏和成瘾性药物引起奖赏效应的共同通路。本文概述天然奖赏和成瘾性药物奖赏的异同,旨在探讨阻断后者而不损及前者的途径。     

下丘脑黑皮质素及中脑多巴胺系统对奖赏行为的调控

动机行为受生理需求相关神经环路的调控,包括管理摄食、能量代谢等内在动机行为的下丘脑黑皮质素(melanocortin, MC)系统和负责奖赏环路的中脑多巴胺(dopamine, DA)系统. MC系统中前阿黑皮素原(proopiomelanocortin,POMC)神经元与刺豚鼠相关蛋白(agouti-related protein,AgRP)神经元合成与分泌的递质及神经肽协同完成了对摄食等动机行为的调控,且DA系统通过调节奖赏环路参与摄食等动机行为的发生过程.此外,高强度的激活DA系统是成瘾性药物的共同特征,当DA系统激活与用药行为反复关联后,部分使用者进入药物成瘾状态,他们表现出强迫性的觅药动机.已有研究提示,药物成瘾的过程可能是药物导致动机行为调控中枢发生适应性改变的过程,这个变化反之促发了强迫性觅药行为的形成.本文将从下丘脑黑皮质素系统两种主要的神经元——POMC神经元和AgRP神经元——在对于摄食和用药相关的奖赏行为调控作用入手,分析它们与DA系统的相互作用模式,论述下丘脑黑皮质素系统的功能失调与药物成瘾的关系.     

缰核的结构和功能

缰核是脊椎动物进化上高度保守的一个大脑核团。缰核被认为是情绪相关行为控制或调节的一个关键节点,参与调节焦虑、恐惧、奖赏、抑郁、尼古丁成瘾等行为。一方面,行为选择和情感相关的神经信息主要分别通过基底神经节和边缘系统输入到缰核;同时,缰核还接受多种感觉模态信息的输入。其中,缰核的视觉输入来源于视网膜神经节细胞(retina ganglion cells,RGCs)和丘脑构成的视觉通路,参与到斑马鱼的亮偏好行为(light-preference behavior)中。另一方面,缰核主要投射到多巴胺能系统和5-羟色胺能神经调质系统。正是由于缰核既接受动物内在情绪信息的输入,又接受外界感觉信息的输入,同时支配多巴胺和5-羟色胺等重要的调质系统,其神经功能表现出多样性和复杂性。本文从缰核的结构和神经连接入手,综述了目前已知的缰核神经功能及其结构基础,并进一步探讨了未来重要的研究方向。     

中脑多巴胺能神经元与鸣禽鸣唱行为

多巴胺(DA)与鸣禽的鸣唱行为密切相关.多巴胺能神经元主要分布于中脑VTA和SNc以及PAG,它们投射到前端脑鸣唱控制核团,调节鸣唱的学习和产生.研究表明,环境的改变会影响成鸟的鸣唱产生和幼鸟的鸣唱学习,而这种环境依赖性的鸣唱行为变化是由中脑内多巴胺能神经元的活动来介导的.本文重点介绍了近年来有关中脑多巴胺能神经元活动与鸣唱行为关系的研究进展.     

奖赏记忆改善焦虑行为的小鼠模型及机制初探

焦虑是当今社会最普遍的精神障碍之一.药物疗法和心理疗法是焦虑症的主要治疗手段,后者因无副作用且不易反复而倍受重视.在焦虑症的心理行为疗法中,奖赏记忆缓解焦虑的模型及机制是一个重要的科学问题.对这一问题的研究将有助于理解其内在机制并开发更好的治疗焦虑症的方法.基于经典的小鼠焦虑行为评测工具——高架十字迷宫,我们首先考查了焦虑评测结合行为训练的可行性,发现小鼠在高架十字迷宫上反复评测后行为达到稳态,则可通过在开放臂末端设置食物奖赏来研究奖赏记忆对焦虑行为的影响;然后通过实验证明短期奖赏训练和无奖赏的强制开放臂暴露不能改善焦虑行为;进而确定并验证了奖赏训练改善焦虑行为的正确方式;最后在此行为模型中应用有致遗忘效应的蛋白激酶C的抑制剂白屈菜赤碱(chelerythrine),发现奖赏记忆形成被抑制伴随着焦虑行为改善的削弱.初步揭示了此行为模型涉及的细胞分子机制.