起原：学术经纬2024年AG棋牌

剪辑：药明康德内容团队

论文

论文标题：Intrinsic dopamine and acetylcholine dynamics in the striatum of mice

作家：Krok, Anne C., Maltese, Marta, Mistry, Pratik, Miao, Xiaolei, Li, Yulong, Tritsch, Nicolas X.

期刊：Nature

发表时辰：2023/08/09

数字识别码：10.1038/s41586-023-05995-9

选录：External rewards such as food and money are potent modifiers of behaviour1,2. Pioneering studies established that these salient sensory stimuli briefly interrupt the tonic discharge of neurons that produce the neuromodulators dopamine (DA) and acetylcholine (ACh): midbrain DA neurons (DANs) fire a burst of action potentials that broadly elevates DA in the striatum3,4 at the same time that striatal cholinergic interneurons (CINs) produce a characteristic pause in firing5,6. These phasic responses are thought to create unique, temporally limited conditions that motivate action and promote learning7,8,9,10,11. However, the dynamics of DA and ACh outside explicitly rewarded situations remain poorly understood. Here we show that extracellular DA and ACh levels fluctuate spontaneously and periodically at a frequency of approximately 2 Hz in the dorsal striatum of mice and maintain the same temporal relationship relative to one another as that evoked by reward. We show that this neuromodulatory coordination does not arise from direct interactions between DA and ACh within the striatum. Instead, we provide evidence that periodic fluctuations in striatal DA are inherited from midbrain DANs, while striatal ACh transients are driven by glutamatergic inputs, which act to locally synchronize the spiking of CINs. Together, our findings show that striatal neuromodulatory dynamics are autonomously organized by distributed extra-striatal afferents. The dominance of intrinsic rhythms in DA and ACh offers new insights for explaining how reward-associated neural dynamics emerge and how the brain motivates action and promotes learning from within.

皇冠客服飞机：@seo3687

选录翻译（由商量机方法完成，仅供参考，内容以英文原文为准）：

食品和钞票等外部奖励是步履的有劲调度剂1，2。草创性的连络阐发，这些显贵的嗅觉刺激会顷然中断产生神经调度剂多巴胺（DA）和乙酰胆碱（ACh）的神经元的垂危性放电：中脑DA神经元（DANs）发出一系列动作电位，泛泛升高纹状体中的DA，3，4与此同期，纹状体胆碱能中间神经元（CINs）在引发5，6。这些阶段性响应被以为创造了独有的、时辰有限的要求，激励行动并促进学习7，8，9，10，11。关联词，在明确奖励的情况除外，DA和ACh的动态仍然知之甚少。在这里，咱们发现细胞外DA和ACh水平自觉且周期性地波动，频率约为2 Hz在背侧；小鼠纹状体，并保捏与奖励引起的时辰关系相易的时辰关系。咱们发现这种神经调度相助不是由纹状体内DA和ACh之间的平直相互作用引起的。相悖，咱们提供的笔据标明，纹状体DA的周期性波动是从中脑DAN遗传来的，而纹状体ACh瞬态是由谷氨酸能输入运行的，谷氨酸能输入起到局部同步CIN尖峰的作用。总之，咱们的连络恶果标明，纹状体神经调度能源学是由散布的纹状体传说入自主组织的。DA和ACh内在节奏的主导地位为讲授与奖励关系的神经能源学是奈何出现的，以及大脑是奈何激励行动和促进里面学习提供了新的视力。

学习的能源是什么？科学家们通过实验早就发现，食品、钞票之类的奖励是促进大脑学习的一种能源，因为取得奖励时大脑会开释更多的多巴胺，这种化学物资让咱们嗅觉很愉悦。

不外，学习的能源并不透澈来自外界奖励。好多时候即使莫得平直的奖励，大脑也会主动学习。

7月29日，北京市气象台发布暴雨红色预警。受北上台风“杜苏芮”影响，自7月29日至8月1日夜间，北京市将出现持续性强降雨天气。国网北京市电力公司及时启动汛情预警应急响应，11776名保障人员到岗到位，全面开展设备设施巡视检查、电网运行监视、应急力量机动部署、客户服务保障等工作。截至目前，北京电网整体运行平稳。

最近，顶尖学术期刊《当然》发表的一篇论文就为咱们揭示了学习能源的骨子。纽约大学格罗斯曼医学院的连络东谈主员通过悉心缱绻的实验，展示了小鼠的大脑在莫得奖励的情况下也大要一直自主学习。

在实验中，连络东谈主员给十来只小鼠提供了滚轮，由它们唐突通顺或休息，还时时常地给它们提供饮料看成通顺奖励。在此经过中，连络东谈主员在这些动物的纹状体（striatum）——在学习新步履的悠闲经过中起紧迫作用的脑区——中运用荧光探针记载下它们的神经行为，重心是测量两种神经信号分子在不同时间点的开释量。

这两种神经信号分子，一种等于前边提到的多巴胺，另一种是乙酰胆碱（acetylcholine），也与学习和纪念联系。况且两种神经信号分子有相互竞争的关系，其中一种增多，就会导致另一种分子减少。

皇冠体育

▲在小鼠背侧纹状体监测多巴胺和乙酰胆碱开释量（图片起原：参考良友[1]）

当饮料看成奖励出刻下，与猜想的同样，小鼠脑中产生了典型的多巴胺急剧开释和乙酰胆碱暂停开释的景观。

关联词，连络东谈主员还不雅察到，在饮料奖励出现之前，履行上脑中的多巴胺和乙酰胆碱依然有较大周期的波动。荧光信号暴露，非论小鼠是在驱驰如故莫得显然感官刺激的休息景象，多巴胺水热心乙酰胆碱水平王人会以约莫每秒2次的频率此伏彼起。

当年往往以为奖励是学习的动机，因为奖励引发了多巴胺开释，同期这个经过也让乙酰胆碱减少。两种化学物资的均衡片刻被外皮的奖励刺激糟蹋，给了脑细胞一个适合环境变化的契机。关联词，多巴胺-乙酰胆碱具有周期性波动的新发现挑战了当年这一联系学习动机的讲授：大脑似乎自身就有自主学习的才气，而外皮的奖励仅仅运用了这一“天性”。

论文通信作家Nicolas Tritsch老师以为，新的发现或有助于讲授大脑在不需要外部激励的情况下是奈何自行学习和演练的，因为多巴胺-乙酰胆碱的环路可能会触发大脑追忆已发生的事件并从中吸取申饬。

诚然小鼠大脑在这种自我运行的学习经过中奈何贬责信息有时与东谈主脑透澈相易，但联系学习动机的新机制不错为咱们相识波及多巴胺失调的东谈主类精神疾病提供新的想路。举例抑郁症的一个常见症状是缺少能源，患者因此连完成起床、刷牙等最基本的任务王人特地用功。连络作家估计，里面运行系统的巨大可能是导致这些问题的源流。为此连络小组下一步商量构建精神疾病动物模子并锻真金不怕火其多巴胺-乙酰胆碱的波动。

参考良友：

[1] Anne C. Krok et al., (2023) Intrinsic dopamine and acetylcholine dynamics in the striatum of mice. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-05995-9

[2] “Ebb and flow” brain mechanism that drives learning identified. Retrieved Aug. 10, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/997670

将来智能实验室的主要使命包括：竖立AI智能系统才气评测体系，开展寰球东谈主工智能才气评测；开展互联网（城市）大脑连络商量，构建互联网（城市）大脑手艺和企业图谱，为升迁企业，行业与城市的智能水平作事。逐日保举畛域将来科技发展趋势的学习型著作。现在线上平台已储藏上千篇精华前沿科技著作和报告。