《多巴胺調控海馬齒狀回記憶編碼的神經環路與機理》是依託華中科技大學，由牟陽靈擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：多巴胺調控海馬齒狀回記憶編碼的神經環路與機理
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：牟陽靈
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目標：揭示獎賞效應等由多巴胺介導的情感信號如何通過調節海馬神經環路影響記憶形成、組織和存儲的機理。為此，本項目以中腦多巴胺系統與海馬齒狀回形成的神經環路功能解析為研究核心，用光感基因標記小鼠為研究對象，綜合套用腦片和動物在體光遺傳學、電生理、狂犬病毒介導的單突觸逆向神經示蹤、螢光成像、動物行為學等多種技術手段研究：（1）中腦多巴胺系統到海馬齒狀回神經投射的細胞亞群層面上的解剖學特性；（2）多巴胺能神經元影響海馬區新生神經元完成功能整合的機制；（3）多巴胺系統如何調控海馬齒狀回參與記憶的信息加工處理過程；（4）多巴胺系統與新生神經元形成的神經環路如何執行在記憶信息編碼中的特殊功能。因而，這些發現將為深入理解情感調控學習記憶的神經表達機制奠定基礎；為深刻認識神經精神疾病的發生機制、探索疾病的診斷、治療新方法提供實驗和理論依據；對徹底揭示情感和記憶的神經環路結構和功能特徵具有重要理論和實踐意義。
結題摘要
具有獎賞效應的刺激使中腦腹側被蓋區多巴胺能神經元簇放電增多，導致突觸末梢多巴胺釋放瞬時大量增加，多巴胺系統因此被認為是大腦的“獎賞中心”。多巴胺升高直接影響情緒，可以調節多種形式的學習與記憶，如刺激-反應聯結學習，增強式學習，工作記憶等等。然而，迄今為止，人們對於多巴胺在依賴海馬結構的情景記憶中的作用還知之甚少。本項目結合光遺傳學技術、在體和離體電生理技術以及行為學測試對多巴胺在海馬相關記憶中的調控作用及其機制進行了研究。利用光遺傳學工具精確控制中腦腹側被蓋區多巴胺能神經元的電活動，模擬生理條件下獎賞引起的多巴胺釋放，我們發現多巴胺信號能夠造成皮層刺激誘發的海馬齒狀回興奮性突觸後電位長時程減弱，同時改變了齒狀回神經元集群的節律震盪活動。而隨後的行為學實驗表明，當獎勵本身發生在學習過程之前，依賴于海馬區的記憶能力被削弱，這一行為學表現及其時程與多巴胺對齒狀回神經元的調節十分吻合。該研究結果表明，海馬齒狀回中的多巴胺信號能夠阻止對發生在獎勵之後的事件形成記憶，從而減少後續信號的干擾，幫助提高海馬選擇性編碼記憶信息的效率。該工作為研究多巴胺調節海馬相關的記憶機制提供了一個全新的思路，在揭示情感和記憶環路間相互作用的關鍵通路和調控機制上取得了突破性進展。同時，此項研究將促進對大腦記憶基礎和相關疾病機制的理解，有助於對認知等高級腦功能的進一步認識，在基礎及臨床研究中均可望提供有利的信息及思路。在該項目資助下形成的研究成果分別發表在國際知名期刊Elife（2015）和PNAS（2016）上，獲得了2016年湖北省第十六屆自然科學優秀學術論文一等獎。此外，在該項目執行期間，相關研究成果在各類會議上進行小組匯報4次，牆報展示交流1次。項目培養在讀博士生1名，在讀碩士生2名。
