中脑多巴胺神经元保存短期记忆

　　图1:多巴胺神经元的计算机图示。日本理化研究所的研究人员已经证明，腹侧被盖区的多巴胺神经元编码短期记忆。?kateryna kon /科学图片库

　　中脑中的多巴胺神经元参与了短期记忆的储存，这一功能以前被认为只在前额叶皮层进行，两位RIKEN神经科学家已经证明了这一点。

　　对着巧克力甜甜圈流口水，然后咬住它，释放中脑中的奖励化学物质多巴胺。这就是为什么你很难抗拒这些高热量食物的原因之一——即使你知道沙拉是一个更健康的选择。

　　众所周知，多巴胺是大脑奖励系统的关键组成部分，在像昆虫这样简单的动物中也是如此。但多巴胺在人类和其他哺乳动物的高级认知功能(例如，短期记忆和决策)中扮演着越来越重要的角色。

　　这个领域吸引了理研脑科学中心(CBS)的藤泽茂吉。“人类的高级认知功能是神经科学中最神秘的领域之一，”他说。“特别是，神经网络如何支持高级认知功能是一个非常有趣的问题。我对阐明这些机制很感兴趣。”

　　中脑腹侧被盖区释放多巴胺的神经元被证明与短期记忆有关，但它们的反应被认为太慢，无法储存短期记忆。

　　藤泽和哥伦比亚广播公司的瓦西里奥斯·格列科斯(Vasileios Glykos)通过研究迷宫中的老鼠来探索这个问题。“中脑多巴胺神经元在工作记忆过程中编码的内容尚不清楚，”藤泽说。“这就是为什么我们对发现多巴胺如何参与工作记忆任务中的记忆编码感兴趣。”

　　两人把老鼠放在一条通往t形十字路口的通道里，老鼠的胳膊分别放在左边和右边。他们训练老鼠将左臂上的视觉线索与左臂上的奖励联系起来，反之亦然。因为视觉线索是在树枝之前一段距离出现的，老鼠不得不依靠他们的短期记忆。

　　对腹侧被盖区活跃神经元发出的光的观察显示，多巴胺神经元点亮的不同模式取决于奖励是在左臂还是右臂(图1)。这表明中脑中的多巴胺确实编码了一些短期记忆信息。

　　Fujisawa说:“这种类型的神经元计算应该发生在前额皮质，但我们发现中脑也参与其中。”

　　这一发现可能对理解帕金森病等退行性神经系统疾病有所启示。“在帕金森氏症中，中脑多巴胺神经元死亡，导致运动问题，”藤泽说。“但这种情况也会影响高级认知功能，这可能与中脑多巴胺神经元的死亡有关。”