从奖赏到戒断不适,一条抑制性输入变强了
小鼠初次吗啡经历招募的VTA细胞群,后来受到更强的杏仁核抑制性输入。研究把奖赏回路变化与戒断中的回避、焦虑样行为连接起来。
一种经历起初带来奖赏,停止之后却伴随不适,大脑里的变化发生在哪里?2021年10月12日发表于 Molecular Psychiatry 的小鼠研究,追踪了初次吗啡经历中活跃的腹侧被盖区(VTA)细胞群。它们没有在长期暴露后简单退出舞台,而是收到来自杏仁核中央核(CeA)的更强抑制性输入。曾参与奖赏的群体怎样被压力相关信号压低,成为理解戒断负性行为的一条具体路径。
长期吗啡暴露后,CeA中CRH相关输入对初次吗啡经历细胞群的抑制增强;调节该输入或群体活动可改变戒断相关行为,降低群体内CRHR1则改善部分行为指标,地点回避未显著改变。
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先找到那群与初次奖赏相连的细胞
研究没有把整个VTA视作一个整体,而是关注初次吗啡经历中活跃的细胞群,称为Mor-Ens,并与盐水经历相关群体比较。Mor-Ens与伏隔核的连接更丰富,其中相关细胞的多巴胺能标记比例也更高,但这个群体仍含不同类型的细胞。
增强Mor-Ens活动后,小鼠更愿意重复能够引出该活动的行为,伏隔核多巴胺传感信号也随之上升。多巴胺受体阻断会削弱这种重复行为。细胞群活动、下游信号和正强化的结果一起,确认了它与奖赏过程的联系。
来源:Jiang C et al. · Molecular psychiatry · CC BY
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经历反复暴露后,抑制性输入变强
长期吗啡暴露之后,相较于盐水经历相关群体,带有多巴胺能标记的Mor-Ens细胞收到更频繁、幅度更大的微小抑制性突触电流,而对应的兴奋性电流频率和幅度未见显著差别。奖赏相关群体的变化,在这一比较中主要体现为抑制性传递加强。
同一经历定义的群体内部也有差别:不带该多巴胺能标记的细胞,抑制性电流并未遵循相同变化。VTA的异质性因此直接进入故事,经历相关细胞的共同身份,并不意味着它们都以同一种方式改变。
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群体活动降低,与回避和焦虑样行为相连
降低Mor-Ens活动,小鼠更回避相关地点,在高架开放区域停留也更少;戒断背景下同样能看到这些变化。反过来,增强Mor-Ens活动,可减弱戒断相关地点回避、增加开放区域探索。
这些变化没有伴随显著的总体运动量或糖精偏好改变。居笼行为的综合分析也显示,增强该群体后,部分戒断小鼠的行为组合更接近中性群体。不同指标勾勒出负性行为的若干侧面,并非每一种戒断表现都同时消失。
来自杏仁核的压力相关输入
更强的抑制从哪里来?长期暴露后,投向VTA的CeA中CRH相关细胞显示更多活动标记,兴奋性输入和放电兴奋性也增强。与此同时,另一处压力相关区域BNST的对应活动标记也增加,PVN的受测比较则无显著变化。
降低CeA这类细胞在VTA的末梢活动,戒断相关地点回避减弱、开放区域探索增加;增强末梢活动,则可引起回避并减少开放区域停留,而运动量未显著改变。这让上游输入与负性行为建立了功能联系。
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压力输入,偏向了经历相关的奖赏群体
连接分析显示,与Mor-Ens相连的CeA细胞中,CRH相关细胞所占比例更高。功能记录则发现,增强该输入会提高Mor-Ens收到的抑制性电流频率,盐水经历群体的相同比较未达显著;这次短时比较中的电流幅度没有显著增加。
长期暴露又使这条输入引出的抑制性电流增强,配对脉冲反应也发生变化。奖赏与压力不再只是两套平行系统:一群曾与奖赏经历相连的细胞,恰好成为增强抑制的接收者。
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重新增强群体活动,改变逃离不适的动力
当CeA输入被增强时,同时提高Mor-Ens活动,相关组间比较中的地点回避更弱、开放区域停留更多。奖赏相关群体的活动,能够对抗这条压力输入带来的部分行为后果。
小鼠还会学习通过行动终止令人回避的输入,这体现了负强化:不适的停止使某种行为更容易重复。提高Mor-Ens活动后,这类主动终止行为减少。它把细胞群状态与“为了离开不适而行动”的动力联系起来。
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CRHR1参与其中,行为改变也有分工
在细胞记录中,阻断CRHR1相关信号可减弱该输入引出的抑制性响应,CRHR2对应比较未见显著作用。降低Mor-Ens内的Crhr1表达,也使输入引出的抑制性电流减小,而配对脉冲比值没有显著变化。
行为结果并非全线同步:降低Crhr1后,开放区域停留、挣扎时间和社交偏好增加,地点回避、运动量及糖精偏好却未显著改变。小鼠的不同负性行为可以分开调节,神经肽与共同传递信号如何协作、群体内哪些细胞最关键,仍有待回答。研究由此把戒断中的复杂行为,连接到经历相关细胞所处的具体回路状态。
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