小脑对感觉运动控制至关重要,但也有助于包括社会行为在内的高级认知功能。在最近的一项研究中,一个由法国蒙彼利埃大学、西班牙巴塞罗那大学神经科学研究所Autònoma和瑞士洛桑大学科学家组成的国际研究联盟揭示了小脑中的多巴胺是如何通过对D2受体(D2R)的作用来调节社会行为的。通过使用不同的小鼠模型和遗传工具,研究人员的工作表明,特定小脑细胞类型(浦肯野细胞)中D2R水平的变化,在不影响运动功能的情况下改变了社交能力和对社交新鲜事物的偏好。这些新发现为确定与社会相关的精神疾病,如自闭症谱系障碍(ASD)、双相情感障碍或精神分裂症,是否也与特定小脑细胞类型中多巴胺受体表达的改变有关铺平了道路。
多巴胺(DA)神经元是大脑奖励系统的主要组成部分。通过编码动机价值和显著性,它们严格调节动机、情绪状态和社会互动。虽然这些过程的调节在很大程度上归因于嵌入边缘区域的神经回路,但最近的证据表明,小脑,一个主要参与运动控制的区域,也可能有助于包括社会行为在内的高级认知功能。然而,小脑多巴胺信号是否参与这些功能的调节尚不清楚。来自法国蒙彼利埃大学、西班牙神经科学研究所和瑞士洛桑大学的研究人员发现了多巴胺在小鼠小脑中作为社会行为调节剂的新作用。
通过结合细胞类型特异性转录组学、免疫荧光分析和3D成像,研究人员首次证明了多巴胺D2受体(D2R)存在于小脑皮层的输出神经元浦肯野细胞(PCs)中。通过膜片钳记录,他们能够在pc上显示D2R调制的突触兴奋。“第一批结果对我们来说已经是决定性的,因为他们揭示了D2R存在于小脑中,尽管它们的表达水平很低,但它们是功能性的,”Inserm(法国)研究主任、该研究的协调员Emmanuel Valjent博士强调说。
然后,研究人员继续研究它们的功能。通过使用遗传方法在pc中选择性地使D2R失活或过表达,他们分析了这些改变对运动和非运动小脑功能的影响。“我们已经发现了小脑中心,小腿I/II小叶和社会行为调节之间的pc D2R表达水平之间意想不到的因果关系。减少这种特定多巴胺受体的表达会损害小鼠的社交能力,以及它们对社交新鲜事物的偏好,而它们的协调和运动功能却不受影响,”该文章的第一作者,uc - uab线粒体神经病理学研究小组的居里夫人研究员Laura Cutando博士解释说。
这项研究为更好地理解多巴胺在小脑中的作用以及精神分裂症、多动症和焦虑症等精神疾病的机制迈出了第一步,这些疾病都有共同的异常DA信号和改变的社会行为。
故事来源:
材料所提供的国家健康与健康研究所。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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