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剪辑：药明康德内容团队
论文
论文标题：Intrinsic dopamine and acetylcholine dynamics in the striatum of mice
作家：Krok, Anne C., Maltese, Marta, Mistry, Pratik, Miao, Xiaolei, Li, Yulong, Tritsch, Nicolas X.
皇冠客服系统维护期刊：Nature
发表时刻：2023/08/09
体育彩票通兑重庆时时彩彩票网2020年7月17日傍晚，湖南省邵阳市纪委监委公众号“清廉邵阳”发布消息，新邵县城市管理综合执法局原党组书记李红卫涉嫌严重违纪违法，目前正接受纪律审查监察调查。数字识别码：10.1038/s41586-023-05995-9
纲目：External rewards such as food and money are potent modifiers of behaviour1,2. Pioneering studies established that these salient sensory stimuli briefly interrupt the tonic discharge of neurons that produce the neuromodulators dopamine (DA) and acetylcholine (ACh): midbrain DA neurons (DANs) fire a burst of action potentials that broadly elevates DA in the striatum3,4 at the same time that striatal cholinergic interneurons (CINs) produce a characteristic pause in firing5,6. These phasic responses are thought to create unique, temporally limited conditions that motivate action and promote learning7,8,9,10,11. However, the dynamics of DA and ACh outside explicitly rewarded situations remain poorly understood. Here we show that extracellular DA and ACh levels fluctuate spontaneously and periodically at a frequency of approximately 2 Hz in the dorsal striatum of mice and maintain the same temporal relationship relative to one another as that evoked by reward. We show that this neuromodulatory coordination does not arise from direct interactions between DA and ACh within the striatum. Instead, we provide evidence that periodic fluctuations in striatal DA are inherited from midbrain DANs, while striatal ACh transients are driven by glutamatergic inputs, which act to locally synchronize the spiking of CINs. Together, our findings show that striatal neuromodulatory dynamics are autonomously organized by distributed extra-striatal afferents. The dominance of intrinsic rhythms in DA and ACh offers new insights for explaining how reward-associated neural dynamics emerge and how the brain motivates action and promotes learning from within.
纲目翻译（由蓄意机技艺完成，仅供参考，内容以英文原文为准）：
食品和财富等外部奖励是行径的有劲维持剂1，2。独创性的征询证据，这些显贵的嗅觉刺激会顷然中断产生神经维持剂多巴胺（DA）和乙酰胆碱（ACh）的神经元的病笃性放电：中脑DA神经元（DANs）发出一系列动作电位，平庸升高纹状体中的DA，3，4与此同期，纹状体胆碱能中间神经元（CINs）在引发5，6。这些阶段性反馈被觉得创造了特有的、时刻有限的要求，激励行动并促进学习7，8，9，10，11。然而，在明确奖励的情况除外，DA和ACh的动态仍然知之甚少。在这里，咱们发现细胞外DA和ACh水平自愿且周期性地波动，频率约为2 Hz在背侧；小鼠纹状体，并保抓与奖励引起的时刻关系疏浚的时刻关系。咱们发现这种神经维持合作不是由纹状体内DA和ACh之间的径直相互作用引起的。相背，咱们提供的凭证标明，纹状体DA的周期性波动是从中脑DAN遗传来的，而纹状体ACh瞬态是由谷氨酸能输入运行的，谷氨酸能输入起到局部同步CIN尖峰的作用。总之，咱们的征询恶果标明，纹状体神经维持能源学是由漫衍的纹状体传说入自主组织的。DA和ACh内在节奏的主导地位为理解与奖励关连的神经能源学是怎么出现的，以及大脑是怎么激励行动和促进里面学习提供了新的视力。
学习的能源是什么？科学家们通过实验早就发现，食品、财富之类的奖励是促进大脑学习的一种能源，因为赢得奖励时大脑会开释更多的多巴胺，这种化学物资让咱们嗅觉很愉悦。
不外，学习的能源并不整个来自外界奖励。许多时候即使莫得径直的奖励，大脑也会主动学习。
最近，顶尖学术期刊《当然》发表的一篇论文就为咱们揭示了学习能源的内容。纽约大学格罗斯曼医学院的征询东谈主员通过全心想象的实验，展示了小鼠的大脑在莫得奖励的情况下也好像一直自主学习。
在实验中，征询东谈主员给十来只小鼠提供了滚轮，由它们即兴指导或休息，还时常时地给它们提供饮料算作指导奖励。在此历程中，征询东谈主员在这些动物的纹状体（striatum）——在学习新行径的自如历程中起蹙迫作用的脑区——中诳骗荧光探针纪录下它们的神经步履，要点是测量两种神经信号分子在不同时间点的开释量。
这两种神经信号分子，一种即是前边提到的多巴胺，另一种是乙酰胆碱（acetylcholine），也与学习和记念联系。并且两种神经信号分子有相互竞争的关系，其中一种加多，就会导致另一种分子减少。
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▲在小鼠背侧纹状体监测多巴胺和乙酰胆碱开释量（图片着手：参考贵寓[1]）
当饮料算作奖励出当前，与料想的相似，小鼠脑中产生了典型的多巴胺急剧开释和乙酰胆碱暂停开释的阵势。
然而，征询东谈主员还不雅察到，在饮料奖励出现之前，施行上脑中的多巴胺和乙酰胆碱还是有较大周期的波动。荧光信号深切，不管小鼠是在驰驱如故莫得彰着感官刺激的休息情景，多巴胺水仁和乙酰胆碱水平齐会以约莫每秒2次的频率马龙车水。
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昔时通常觉得奖励是学习的动机，因为奖励引发了多巴胺开释，同期这个历程也让乙酰胆碱减少。两种化学物资的均衡倏得被外皮的奖励刺激防碍，给了脑细胞一个适宜环境变化的契机。然而，多巴胺-乙酰胆碱具有周期性波动的新发现挑战了昔时这一联系学习动机的理解：大脑似乎自己就有自主学习的才气，而外皮的奖励仅仅诳骗了这一“天性”。
论文通信作家Nicolas Tritsch教练觉得，新的发现或有助于理解大脑在不需要外部激励的情况下是怎么自行学习和演练的，因为多巴胺-乙酰胆碱的环路可能会触发大脑纪念已发生的事件并从中吸取教养。
诚然小鼠大脑在这种自我运行的学习历程中怎么惩处信息恐怕与东谈主脑整个疏浚，但联系学习动机的新机制不错为咱们斡旋触及多巴胺失调的东谈主类精神疾病提供新的念念路。举例抑郁症的一个常见症状是枯竭能源，患者因此连完成起床、刷牙等最基本的任务齐尽头穷苦。征询作家揣摸，里面运行系统的零星可能是导致这些问题的泉源。为此征询小组下一步方案构建精神疾病动物模子并历练其多巴胺-乙酰胆碱的波动。
参考贵寓：
[1] Anne C. Krok et al., (2023) Intrinsic dopamine and acetylcholine dynamics in the striatum of mice. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-05995-9
皇冠博彩[2] “Ebb and flow” brain mechanism that drives learning identified. Retrieved Aug. 10, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/997670
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