《Nature》！MIT最新发现，分泌多巴胺让大脑更加活跃！能促进学习和更广泛的认知能力！

本文来自脑友记BrainUp

多巴胺在大脑中极其重要，也是“快乐”元素，然而，科学家一直很难精确判断多巴胺的大量分泌会如何影响整个大脑活动。

近日，MIT的神经科学家发现了大脑深部释放的多巴胺如何驱动大脑活动，该研究发表在4月1日的《Nature》。

研究发现，除运动皮层外，受多巴胺影响最大的远端大脑区域是岛叶皮层，这个区域对许多与感知身体内部状态的认知功能至关重要，包括身体和情绪状态。

该论文通讯作者、麻省理工学院麦戈文脑科学研究所脑与认知科学教授艾伦贾萨诺夫说：“关于多巴胺释放对细胞的作用，已进行了很多研究，我们关注多巴胺在更广泛大脑认知上的作用。”

论文通讯作者，麻省理工学院麦戈文脑科学研究所艾伦贾萨诺夫教授。图源：MIT官网

跟踪多巴胺

与其他神经递质一样，多巴胺有助于神经元间进行短距离交流。多巴胺因其在动机、成瘾和包括帕金森病在内的几种神经退行性疾病中的作用而引起神经科学家的特别关注。大脑中大部分多巴胺是由连接纹状体的神经元在中脑中产生的，多巴胺在纹状体中释放。

大脑纹状体。图源：百度知道

多年来，贾萨诺夫教授的实验室一直在开发工具来研究诸如神经递质释放等分子现象如何影响大脑的整个功能。在分子水平上，现有技术可以揭示多巴胺如何影响单个细胞，而在整个大脑范围内，功能磁共振成像（MRI）可以揭示特定大脑区域的活跃程度，但神经科学家一直很难确定单细胞活动与全脑功能间的联系。

贾萨诺夫教授说：“大脑范围内很少有关于多巴胺能功能或神经化学功能的研究，很大程度上是因为不存在这些工具，我们在努力填补空白。”

大约10年前，他的实验室开发了一种MRI传感器，这种传感器由可以与多巴胺结合的磁性蛋白质组成。当这种结合发生时，传感器与周围组织的磁性相互作用减弱，使组织的MRI信号变暗。这使得研究人员能够连续监测大脑特定部位的多巴胺水平。

研究人员在他们的新研究中着手分析大鼠纹状体中释放的多巴胺如何影响局部和其他大脑区域的神经功能。

首先，他们将多巴胺传感器注入纹状体，纹状体位于大脑深处，在控制运动中起着重要作用。然后，他们电刺激大脑的下丘脑外侧部分，这是奖励行为并诱导大脑产生多巴胺的常用实验技术。
接着，研究人员用多巴胺传感器测量整个纹状体中的多巴胺水平，同时他们还用传统的功能磁共振成像来测量纹状体各部分的神经活动。
令他们惊讶的是，他们发现高浓度的多巴胺并没有使神经元更加活跃，但较高的多巴胺水平确实会使神经元在较长时间内保持活跃。贾萨诺夫教授说：“当多巴胺被释放时，大脑活动持续时间更长，表明大脑对奖励的反应也更长，这可能与多巴胺促进学习有关。”

远距离效果

fMRI测得的整体大脑活动。图源：论文原图
在分析了纹状体中多巴胺的释放之后，研究人员着手确定这种多巴胺可能影响大脑中更远的位置。为此，他们在大脑上进行了传统的fMRI成像，同时绘制了纹状体中多巴胺的释放图。贾萨诺夫说：“通过结合这些技术，我们可以以前所未有的方式探究这些现象。”

对多巴胺反应最强烈的区域是运动皮层和岛叶皮层，这将有助于研究人员了解多巴胺在人脑中的作用，包括在成瘾和促进学习中的作用。
文章参考：http://news./2020/dopamine-brain-activity-mri-0401

论文原文：https://www./articles/s41586-020-2158-3