大脑奖赏及厌恶系统新发现!新精神治疗药物开发现曙光

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大脑中“奖励”和“厌恶”系统能否正确反应相当重要,神经活动异常可能导致错估外界刺激的重要度。除了血清素(serotonin)在相关处理过程中的重要性已被确认,科学家也已发现找到响应奖励/厌恶刺激的通路起源来自脑干的背侧缝核(Dorsal raphe nucleus, DRN),然而仍有些问题未获得解答。

在日本北海道大学及京都大学团队的最新研究中,研究人员发现了一条新通路,其作用与背侧缝核回路相反,但同样与响应奖励/厌恶刺激有关,除了能协助解答与大脑奖励/厌恶系统有关的疑问,对于成瘾、重度忧郁症在内各种精神障碍的治疗药物开发也具有重要意义。

内中缝核也具有与奖励/厌恶系统相关的血清素神经纤维

过去发现刺激小鼠脑干 DRN 中产生血清素的神经纤维,会产生与奖赏相关的愉悦感,然而用于抗忧郁治疗的选择性血清素再回收抑制剂(Selective serotonin reuptake inhibitors, SSRIs)药物却无法发挥明确的奖励感受,也无法治疗与忧郁症相关的愉悦感丧失能力,显示大脑中还存在着其他与奖励/厌恶系统相关的血清素神经通路。

为了进一步探索大脑奖励/厌恶系统的机制,在《Nature Communications》新研究中,研究人员将注意力移转到了同样位于脑干的内中缝核(Median raphe nucleus, MRN)上。尽管该区域也是血清素神经纤维的来源,但并未像邻居 DRN 那样受到研究关注。

透过萤光蛋白(Fluorescent protein)检测,团队发现像是捏尾巴这种令人小鼠不快的刺激,会增加 MRN 中血清素神经元的活动,而给老鼠吃糖等食物作为奖赏活动则会降低,利用光遗传技术刺激或抑制 MRN 则会导致厌恶或寻求奖励的行为。研究人员认为这些与 DRN 研究中相互矛盾的发现,显示 MRN 中的血清素神经元在奖励和厌恶刺激处理中,可能与 DRN 正好发挥相反的作用。

发现内中缝核血清素神经元与脚间核间的联系

团队随后还发现 MRN 中血清素神经元与脑干脚间核(Interpenduncular nucleus)的重要联系,也进一步阐明了血清素途径和相关的 5-HT 受体亚型,但还需要进一步研究才能充分阐明 MRN 途径以及其他与奖励/厌恶系统相关的途径。

考量到在毒瘾、重度忧郁症等精神障碍中,奖励和厌恶系统会出现异常反应的情况,研究人员认为,这些新见解有助更深入理解精神障碍的生物学基础,对于相关治疗药物开发也具有重要意义。

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参考资料:
1. Nature Communications, 2022,https://doi.org/10.1038/s41467-022-35346-7
2. https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/good-and-bad-feelings-for-brain-stem-serotonin/
3. https://www.hokudai.ac.jp/news/pdf/221223_pr2.pdf

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