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发现学习去强迫神经环途正在哺乳动物大脑功用中也外现着紧急影响

时间:2019-03-12来源:未知 作者:admin点击:
GABA能神经元是中枢神经系统中重要的抑制神经元。在果蝇大脑有一对GABA能神经元投射到蘑菇体,并且与果蝇嗅觉学习记忆中枢蘑菇体神经元形成负反馈调控环路。这个GABA能负反馈调节对于果蝇辨别气味至关重要,然而激活这些GABA能神经元对嗅觉学习记忆起到负向

  GABA能神经元是中枢神经系统中重要的抑制神经元。在果蝇大脑有一对GABA能神经元投射到蘑菇体,并且与果蝇嗅觉学习记忆中枢蘑菇体神经元形成负反馈调控环路。这个GABA能负反馈调节对于果蝇辨别气味至关重要,然而激活这些GABA能神经元对嗅觉学习记忆起到负向调控作用。因此,如何精确调控这对GABA能神经元是实现有效学习记忆的关键。

  在学习记忆中,多巴胺能(DA)神经元通常代表着奖赏或惩罚的价值。在果蝇厌恶性学习记忆中,有一簇多巴胺能神经元投射到蘑菇体并且传递电击惩罚信号。该研究发现这簇多巴胺能神经元与上述那对GABA能神经元间存在直接的突触联系,并通过抑制性多巴胺受体DD2R对其进行抑制。通过在体功能性成像与嗅觉学习范式相结合,研究者发现这个抑制作用解除了GABA能神经元对蘑菇体的抑制调节,从而实现了去抑制环路调控。更为重要的是,这个去抑制调节对于学习记忆中发生的突触修饰是必需的,这种修饰引起的神经活性变化可以持续到学习训练之后,代表着一种记忆痕迹的产生。行为学实验显示,这对GABA能神经元中DD2R或其下游分子信号缺失,都会导致学习指数降低。因此,这个研究工作发现了精确控制抑制性GABA能神经元的神经环路机制,并揭示了该调控作用对于记忆形成中突触修饰的关键作用。

  大脑如何实现有效的学习记忆是神经科学领域最为重要的问题之一,而特定神经环路的突触修饰是记忆形成的重要机制。去抑制神经环路在哺乳动物大脑功能中也发挥着重要作用。该研究结果不仅加深了人们对去抑制神经机制的认识,也说明学习记忆在不同物种之间是保守型的。

  这项工作由郭爱克、李岩课题组完成,郭爱克和李岩为论文的共同通讯作者。北京大学李毓龙实验室提供了检测多巴胺释放的工具果蝇。

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