大腦通過外界環境中的刺激來辨別正面或者負面的情緒效價(motivational valence)的能力對我們的生活和行為息息相關。許多研究已經表明大腦杏仁核之底側核(basolateral amygdala,BLA)在聯想式學習(associative learning)中起到關鍵性的作用。具體研究發現不同的杏仁核之底側核神經元的神經通路能夠有選擇性的調控獎勵學習機制(reward learning)和懲罰學習機制(punishment learning)。
然而科學家們到目前為止還不是很清楚大腦是如何分配情緒效價的,并且為什么不同杏仁核之底側核的神經元會分別在獎勵學習和懲罰學習中有選擇性的被激活。
美國索爾克生物研究所 Kay Tye 研究組在 Nature 發表了題為:Neurotensin orchestrates valence assignment in the amygdala 的研究論文。
該研究發現了大腦中負責將好的感覺或壞的感覺與記憶聯系起來的分子——神經緊張素(neurotensin),闡述了神經緊張素作為腦多肽對調控杏仁側核神經通路和學習能力的作用。這為更好地理解為什么有些人相比積極情緒更容易保留負面情緒鋪平了道路。
Kay Tye 實驗室博士后李浩、Praneeth Namburi 和 Jacob Olson 為論文共同第一作者。李浩博士將于2023年在美國西北大學成立獨立實驗室。此外,Broad研究所張鋒教授、北京大學李毓龍研究員是該論文的共同作者。
為了研究大腦是如何在學習中分配情緒效價,研究團隊通過巴夫洛夫制約法(Pavlovian conditioning)在小鼠中模擬獎勵和懲罰學習。在獎勵學習的行為模型里,小鼠會學習將一個頻段的聲音和蔗糖獎勵聯系起來。而在懲罰學習的模型里,小鼠將會學習用另一個頻段的聲音來預測足部電擊。
研究團隊發現在小鼠的學習模型里,大腦會根據獎勵或者是懲罰來調控一種神經多肽,神經緊張素(neurotensin)的釋放。在獎勵學習中,神經緊張素會加強釋放到杏仁核之底側核,促使杏仁核之底側核神經元對獎勵刺激產生反應,從而增強獎勵學習。而在懲罰學習里,神經緊張素的釋放會被抑制,從而促使杏仁核之底側核對懲罰刺激產生反應并且增強懲罰學習的效率。
綜上所述,該研究揭示了神經緊張素作為一種神經多肽通過調控杏仁核之底側核神經通路活性,從而調控學習中情緒效價分配的神經機理。此發現會對更全面的理解包括焦慮癥,抑郁癥,和藥物成癮在內的精神情緒疾病有重大幫助,并且幫助開發全新的精神疾病藥物靶點。
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