加州大学洛杉矶分校的研究人员确定了涉及巴甫洛夫反应的脑细胞

时间：2021-07-02 08:52:03 来源：

人脑的渲染，突出了纹状体，与奖励，运动和决策相关。

加州大学洛杉矶分校的一项新发表的研究关注纹状体中的细胞活动，纹状体是与奖励，运动和决策相关的大脑部分。这项新研究可能有助于增进人们对帕金森氏症，亨廷顿氏症和图雷特氏症的了解。

在著名的实验中，俄罗斯科学家伊凡·帕夫洛夫（Ivan Pavlov）每次喂狗时都按铃。很快，当它们听到钟声时，狗就开始流口水，甚至没有出现食物。

现在，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的一项研究追踪了巴甫洛夫对一小部分脑细胞的反应-这些脑细胞是在亨廷顿氏病，帕金森氏病和图雷特氏综合症期间出现异常的神经元。该研究于3月22日发表在《神经元》杂志上，最终可以帮助科学家找到诊断和治疗这些神经系统疾病的新方法。

“物种得以生存是因为他们已经学会了如何将特定的声音，气味和视觉等感官线索与食物和水等奖赏联系起来，”该研究的资深作者，戴维·格芬医学院（David Geffen School of Medicine）的神经生物学助理教授Sotiris Masmanidis说。加州大学洛杉矶分校。“我们想揭示编码基于奖励的学习和行为的大脑电路。”

UCLA团队专注于纹状体中的细胞活动，纹状体是与奖励，运动和决策相关的大脑部分。

在巴甫洛夫（Pavlov）实验的现代版本中，马斯马尼迪斯（Masmanidis）及其同事反复将老鼠暴露在陌生的香蕉或柠檬气味中，然后放下一滴炼乳。最终，老鼠们得知这些香气预示着甜蜜的回报的到来，并开始在预期中猛烈地舔空气。

同时也是加州大学洛杉矶分校加利福尼亚纳米系统研究所和脑科学研究所成员的马斯马尼迪斯说：“老鼠学会了将新气味与食物结合起来，就像巴甫洛夫的狗一样。”“我们的下一步是揭露当我们使纹状体中不同细胞群沉默时巴甫洛夫反应的结果。”

根据早期研究的线索，研究小组将一小组支持纹状体主要神经元的细胞归零。尽管这些支持者只占该地区细胞总数的不到2％，但科学家惊讶地发现它们发挥着不成比例的重要作用。通过结合使用专门的电极和光遗传学技术（使用光来控制细胞），他们能够“关闭”那些支持细胞。

Masmanidis说：“当我们关闭支持细胞时，老鼠舔牛奶的空气预期只有正常人的一半。”“我们怀疑支持细胞会增强编码巴甫洛夫反应的大脑回路。”

当小鼠第一次学习将不熟悉的气味与奖励配对时，支持细胞的影响似乎最强。在已经掌握了这种联系的小鼠中，这种变化并不那么剧烈。

Masmanidis说：“对于尚未掌握巴甫洛夫反应的经验不足的小鼠，这些细胞是最重要的。”

这些发现表明，神经系统疾病可能部分是由支持细胞功能失常引起的，恢复细胞功能最终可能会帮助患有这些疾病的人。

在巴甫洛夫（Pavlov）进行经典研究一百多年之后，关于巴甫洛夫式的反应仍然有很多东西要学习。“我们的发现为进一步研究不同类型的神经元在健康和疾病中的作用提供了令人振奋的机会，”加州大学洛杉矶分校神经生物学博士后研究员，该研究的第一作者之一Kwang Lee说。

该论文的其他共同作者是加州大学洛杉矶分校（UCLA）的共同第一作者桑德拉·霍利（Sandra Holley），贾斯汀·肖布（Justin Shobe），娜塔莉·钟（Natalie Chong），卡洛斯·塞佩达（Carlos Cepeda）和迈克尔·莱文（Michael Levine）。

该研究由麦克奈特神经科学研究基金会，美国国家药物滥用研究所，美国国家神经疾病与中风研究所以及美国国家科学基金会资助。

出版物：Kwang Lee等人，“小白蛋白中间神经元在联想学习过程中调节纹状体输出并增强性能”，Neuron，2017年； DOI：10.1016 / j.neuron.2017.02.033