罗敏敏实验室揭示五羟色胺神经元编码奖赏的方式

2016年01月28日，我所罗敏敏实验室在Nature Communications杂志上在线发表题为“Serotonin neurons in the dorsal raphe nucleus encode reward signals”的文章，报导了哺乳动物中缝背核（dorsal raphe nucleus）的五羟色胺类神经元（serotonergic neurons）编码奖赏的获得和期待。

奖赏信号，如食物、性、社会交往等等，事关动物和人的个体生存和种系繁衍；而对奖赏感受的低下是许多精神疾病如抑郁症的主要临床表现。哺乳动物脑干的中缝背核投射到全脑，释放五羟色胺这种神经递质，被认为参与对于奖赏和惩罚的编码。中缝背核还包括多种其它类型的神经元，如抑制性的γ-氨基丁酸类神经元。多种神经元混杂导致人们对中缝背核五羟色类神经元在动物自然行为状态下的奖赏和惩罚中的活动变化缺乏准确理解，多项研究甚至认为这些细胞编码惩罚信号。

在本课题中，罗敏敏实验室的研究生李毅等利用转基因小鼠特异性地标记中缝背核五羟色胺类以及γ-氨基丁酸类神经元，进而通过在体光纤记录（fiber photometry）和光标法（optical tagging）结合的电生理记录揭示不同类型神经元在动物自由运动过程中对奖赏及惩罚信号的反应。这些高难度的记录揭示，多种不同奖赏，如糖水、食物、社交和性行为显著激活五羟色胺神经元，而惩罚信号，如苦味、痛觉则没有激活的效果。除了对奖赏的获得本身会有激活，五羟色胺类神经元在期待奖赏到来的阶段也呈现出持续的活性升高，通过tonic-then-phasic的方式分别编码奖赏的期待与获得。相反，同一脑区的γ-氨基丁酸类神经元被奖赏抑制而被惩罚激活。

这些结果进一步证明罗敏敏实验室最近有关中缝背核是脑内重要的奖赏中心的理论，为探索中缝背核五羟色胺类神经元在自然状态下的编码奖赏期待与摄取的行为功能提供了新线索，也为理解五羟色胺再摄取抑制剂在治疗抑郁中的作用提供了理论支持。

我所与北京协和医学院联合培养的博士生李毅为第一作者，本文其它作者包括罗敏敏实验室的钟炜欣、王达青、冯琦茹、刘志祥、周景峰、贾春莹、胡飞、曾佳为，华中科技大学武汉国家光电实验室付玲教授及研究生郭青春。我所罗敏敏博士为本文通讯作者，该研究由科技部973、国家自然科学基金委、及北京市政府资助，在北京生命科学研究所完成。

http://www.nature.com/ncomms/2016/160128/ncomms10503/pdf/ncomms10503.pdf