婴儿自出生开始的早期发育阶段,会经历各种重要的转变。如婴儿从偏好学习(preference learning)向厌恶性学习(aversion learning)转变。但这种转变所包含的生物学机一直是神经生物学家无法解释的难题。最近,纽约大学的神经生物学家在9月27日Nature Neuroscience杂志上发表了一篇研究报告,他们对刚出生大鼠的大脑功能的分子机制进行探索。
在该研究中,研究人员对大鼠大脑中一种神经递质——多巴胺(dopamine)进行研究,他们使幼鼠处于某种气味中,并同时提供一种消极的条件刺激——弱电击(mild electric shock)。成年大鼠在这种弱电击刺激下,皮质酮(corticosterone)激素上升,进而导致大脑内负责学习的杏仁核(amygdala)的神经递质多巴胺的水平上升。研究人员利用微阵列芯片(用于检测多巴胺相关基因表达情况)和微透析技术(用于衡量多巴胺的水平),证实大脑内多巴胺的水平与学习方式有关。
研究人员发现幼鼠在出生后第十天,开始从偏好学习向厌恶性学习转变。基于上述皮质酮和多巴胺之间的联系,研究人员成功的通过控制多巴胺来控制这种转变发生的时间。研究人员给出生八天的幼鼠注射皮质酮激素,结果发现8天大的幼鼠的学习行为提前出现——幼鼠学会了回避与厌恶刺激(电刺激)相关的气味。而对照组的幼鼠未出现这种回避行为。研究人员给出生8天的幼鼠杏仁核直接注射多巴胺得到了相似的结果。(生物谷Bioon.com)
相关研究:
PNAS:多巴胺调控的遗传学习优势
Nature Neurosci.:大脑中情感和学习相关区域存在协同作用
NLM:松鼠皮质醇水平影响其学习适应能力
Neuron:首次证实大脑具潜意识学习能力
生物谷推荐原始出处:
Nature Neuroscience 12, 1367 - 1369 (2009)27 September 2009 | doi:10.1038/nn.2403
Transitions in infant learning are modulated by dopamine in the amygdala
Gordon A Barr1,2, Stephanie Moriceau3,4,5, Kiseko Shionoya3, Kyle Muzny3, Puhong Gao2, Shaoning Wang1,2 & Regina M Sullivan3,4,5
Behavioral transitions characterize development. Young infant rats paradoxically prefer odors that are paired with shock, but older pups learn aversions. This transition is amygdala and corticosterone dependent. Using microarrays and microdialysis, we found downregulated dopaminergic presynaptic function in the amygdala with preference learning. Corticosterone-injected 8-d-old pups and untreated 12-d-old pups learned aversions and had dopaminergic upregulation in the amygdala. Dopamine injection into the amygdala changed preferences to aversions, whereas dopamine antagonism reinstated preference learning.
1 Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine, Children's Hospital of Philadelphia, Philadelphia, Pennsylvania, USA.
2 Department of Developmental Neuroscience, New York State Psychiatric Institute, New York, New York, USA.
3 Department of Zoology, University of Oklahoma, Norman, Oklahoma, USA.
4 Emotional Brain Institute, Nathan Kline Institute, Orangeburg, New York, USA.
5 Child and Adolescent Psychiatry, New York University Langone Medical Center, New York, New York, USA.