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心理学科普 华东师范大学心理与认知科学学院近期科研信息概览
文章来源:快3中奖绝招   发布日期:2019-07-24  点击次数:75
 

  图2:主要结果。HP distance指海马和楔前叶之间的功能联结;GMV指灰质体积;ΔLog M-ratio代表元记忆能力。

  中脑边缘多巴胺通路是脑内奖赏系统最重要的组成部分之一。在过去的几十年中,该通路已经被证明在奖赏搜索、强化学习、行为动机和执行控制等方面起到关键作用。胰岛素作为调节饮食摄入的主要肽类,可以跨越血脑屏障,直接作用于中枢奖赏系统的中脑边缘多巴胺通路。

  楔前叶(precuneus)是后顶叶皮层的一部分,位于大脑半球内侧,其认知功能涉及到情景记忆、视空间、自我相关的信息处理,以及元认知、意识等过程。其中,元记忆是个体评估自身记忆准确程度的一种高级认知能力,其神经基础是近年来认知神经科学的热门话题之一。就此,郭思齐课题组前期结合经颅磁刺激(TMS)和行为学实验证明了楔前叶特异性参与元记忆提取过程(即个体对自身记忆表现的评估和监控等认知过程)。被试在形成“自传体记忆”后,抑制性TMS刺激楔前叶区域,在不影响记忆成绩和知觉判断的基础上,只降低了个体的元记忆能力,而对元知觉能力没有影响[1]。

  刘帅研究员及合作者之前的一系列研究阐明了胰岛素在奖赏系统及摄食行为中的作用机制 (Nature Neuroscience, 2013;Nutrition and Diabetes, 2013;PNAS, 2016)。在之后对人类的影像研究和数据建模分析中,科学家发现胰岛素确实可以通过作用于中脑边缘多巴胺系统,降低被试对美味食物的评分(Nature Communications, 2017),进一步确证了刘帅研究员及合作者之前研究的结论。然而,胰岛素在同是多巴胺奖赏通路中的腹侧被盖区和伏隔核的作用却是是截然相反的,这个问题始终困扰着领域内的科学家。

  基于刘帅研究员及合作者在胰岛素中枢奖赏机制研究中的一系列贡献,Experimental Neurology (5 year IF: 4.682)杂志编辑邀请刘帅研究员及合作者为本期特刊“脑的胰岛素抵抗”撰写论文。该论文系统地比较了胰岛素分别在腹侧被盖区和伏隔核,在神经元层面(受体表达、兴奋性传递、多巴胺释放、多巴胺转运)和行为层面(摄食行为与药物相关行为)的作用效果。结论提示胰岛素在腹侧被盖区降低兴奋性传入并减少神经元周围多巴胺释放,而在伏隔核则借助胆碱能中间神经元增加兴奋性并增加末端的多巴胺释放。反映在行为学上,腹侧被盖区的胰岛素能有效降低食物线索的价值并降低奖赏性食物摄入,伏隔核的胰岛素能增强奖赏搜索行为和药物诱导的强迫行为。

  通过对大量文献的分析论证,刘帅研究员及合作者提出的观点是,胰岛素在奖赏系统的脑区特异性能够优化个体对外部环境和本身能量状态的应答。伏隔核的胰岛素能在进食前期,标识目前的能量增量并通过多巴胺释放强化对高能量食物的响应,而当个体处于饱食状态下,腹侧被盖区的胰岛素通过切换神经元放电模式降低食物价值,胰岛素在两者的作用时间维度和功能上均存在差异。这样,胰岛素在奖赏系统不同脑区的相反作用在本论文的理论框架下得到了和谐的统一。解码胰岛素在中脑边缘系统的精细调控作用,将在针对代谢疾病、药物滥用和摄食疾病更有效的治疗中起到至关重要的作用。

  该研究得到了国家自然科学基金项目(31800856)、上海市科委浦江人才计划(18PJ1402600)、上海市卫计委项目(ZK2015B01,201540114)和加拿大健康研究院项目(FDN-147473)的资助。

  然而,TMS引起的与元记忆相关的行为效应是如何在个体的神经影像学层面体现,其神经调节机制是什么?在此项目中,研究者进一步结合被试分别在接受TMS刺激楔前叶和接受TMS刺激中央顶点(控制条件)后完成记忆任务的任务态磁共振数据,静息态磁共振数据和结构像磁共振数据(图1),通过一系列的分析,并发现:控制条件下,任务态磁共振数据表明楔前叶的激活强度能够预测个体间的元记忆能力差异,但当楔前叶被抑制后,此相关性不再能预测元记忆能力的差异。有趣的是,研究者亦发现楔前叶和海马之间的具有比较强的功能联结的个体会更易受到TMS调节的影响(图2上)。此外,结构像磁共振数据表明楔前叶灰质体积更小的个体更易受到TMS神经调节的影响(图2下)。这项研究结合了三种多模态磁共振技术,从而全面地表明楔前叶的功能联结、灰质体积大小等因素能够预测个体元记忆的差异,在个人回忆过去时对其记忆准确度担当着重要的角色。


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