Brain的长期奖励系统依赖于多巴胺

布雷特史密斯为redOrbit.com - 你的宇宙在线从开车穿越国家到大学毕业,长期目标往往难以集中在立即奖励不在眼前

根据“自然”杂志的一篇报道,来自西雅图华盛顿大学和麻省理工学院的一组研究人员最近发现了关于大脑如何能够保持专注,直到达到这些长期目标的新细节

联合研究小组的研究建立在以前的研究基础上,这些研究将神经递质多巴胺与大脑的奖励系统联系起来

虽然大多数先前的研究都涉及到关于立即奖励的多巴胺,但新的研究发现实验室大鼠在延迟满足后接近预期的奖励时多巴胺水平增加

为了测量大鼠大脑中多巴胺的水平,研究小组使用了由UW行为科学家Paul Phillips开发的系统,称为快速扫描循环伏安法(FSCV),其涉及通过寻找其电化学特征来连续记录多巴胺浓度的小型植入电极

“我们采用FSCV方法,以便我们可以同时测量大脑中四个不同部位的多巴胺,因为动物可以自由地穿过迷宫,”共同作者Mark Howe说,他目前是西北大学的博士后神经生物学家

“每个探针测量一小部分脑组织中细胞外多巴胺的浓度,并可能反映出成千上万个神经末梢的活动

”科学家们开始训练老鼠通过迷宫寻找奖励

在每只老鼠穿过迷宫时,会发出一种声音,指示它在交叉路口向右或向左转,以追求巧克力牛奶奖励

该研究小组表示,在试验期间,他们预计大鼠的大脑会定期释放多巴胺脉冲

然而,他们发现整个实验过程中神经递质的水平稳定上升 - 最终达到最高水平,因为啮齿动物接近其奖励

虽然每次试验期间大鼠的行为各不相同,但尽管跑步速度或奖励概率,但他们的多巴胺水平可靠地上升

“相反,多巴胺信号似乎反映了大鼠离目标有多远,”麻省理工学院大脑研究实验室负责人安·格雷比尔说

“越接近,信号越强

”该团队还发现,多巴胺信号的大小与预期奖励的大小有关

当大鼠被调理以期待更多份的巧克力牛奶时,他们的多巴胺水平更快地上升到更高的峰值

研究人员通过将迷宫扩展到更复杂的形状来改变实验,使得老鼠跑得更远并且进行额外的转弯以获得奖励

在这些较长的试验期间,多巴胺信号逐渐增加,但最终达到与之前的迷宫相同的水平

“这就好像动物正在调整它的期望,知道它还有进一步发展,”Graybiel说

她建议未来的研究应该研究人类中的这种现象

“如果在我们自己的大脑中没有发生类似事情,我会感到震惊,”Graybiel说

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