新发现揭示了小脑在奖励和社会行为中的惊人作用

一项针对啮齿动物的新研究表明，大脑的小脑 - 已知在运动协调中发挥作用 - 也有助于控制大脑的奖励回路。研究人员发现了从小脑到大脑腹侧被盖区(VTA)的直接神经连接，这是一个众所周知的参与奖励处理和编码的领域。发表在“ 科学”杂志上的这些研究结果首次表明，大脑的小脑在控制奖励和社会偏好行为方面发挥了作用，并揭示了对多种精神疾病中出现的情感和社会功能障碍至关重要的大脑回路。该研究由国家精神卫生研究所(NIMH)资助，该研究所是美国国立卫生研究院的一部分。

“这种类型的研究对于加深我们对大脑回路活动如何与精神疾病相关的理解至关重要，”NIMH主任医学博士Joshua A. Gordon博士说。“像本文中描述的那些发现有助于我们更多地了解大脑是如何工作的，这是开发新疗法的关键第一步。”

小脑在运动活动的协调和调节中起着公认的作用。然而，研究还表明，这个大脑区域有助于一系列非运动功能。例如，小脑异常与自闭症，精神分裂症和物质使用障碍有关，小脑中的大脑活化与动机，社交和情绪行为以及奖励学习有关，每一种都可能在精神疾病中被破坏。 。

这些早期研究结果导致纽约爱因斯坦医学院的Kamran Khodakhah博士和同事们想知道小脑与VTA之间是否存在直接联系 - 一种控制奖励和激励的大脑结构行为。为了研究这一点，研究人员使用了一种称为光遗传学的技术，其中动物的神经元经过基因改造，因此可以使用光脉冲来控制它们。研究人员在小鼠中使用这种技术，激活小脑中与VTA相连的神经元。研究人员发现，激活小脑神经元导致小鼠VTA活化增加，表明这两种脑结构之间存在工作联系。

一旦确认了这两个脑结构之间的神经连接，研究人员就研究了从小脑到VTA的输入是否会影响与奖励相关的社会偏好行为。研究人员将小鼠置于一个方形的开放室中，每当小鼠进入房间的特定部分时，使用光脉冲激活与VTA相连的小脑神经元，称为“奖励象限”。小鼠表现出强烈倾向于花时间在奖励象限，自由选择在这个领域花费超过70%的时间。此外，研究人员发现小鼠愿意在这个大脑区域进行激活，并且在他们通常不喜欢的条件下(光照与较暗区域)接受这种激活。一起，

为了检查从小脑到VTA的输入是否影响社会行为，研究人员使用三室社会任务测试老鼠，其中小鼠可以选择在另一只小鼠(社交室)的房间里花时间，空中央房间，或在包含非社会对象的房间中。在基线时，小鼠更喜欢进入社交室，但在研究人员将小脑投射灭活到VTA后，小鼠不再表现出这种偏好。此外，发现小脑-VTA途径的连续沉默完全阻止了小鼠中社会偏好行为的表达，这些发现表明从小脑到VTA的输入对于小鼠的社交偏好行为是必需的。

这项研究的结果表明，小脑在创造和控制奖励和社会偏好行为方面具有潜在的主要作用 - 以及之前未被认识到的作用。虽然还有很多东西需要探索，但这种直接神经通路的识别可能有助于解释这种环路在涉及奖励相关和社会处理系统(如成瘾，自闭症和精神分裂症)的疾病中的作用，并可能指向未来干预和症状管理的目标。

NIMH社交与情感神经科学项目负责人Janine Simmons博士说：“小脑回路在心理健康相关行为中的作用是一个未被充分研究的领域，我们刚开始看到它们的兴趣增加。” “我们总是很高兴在行为神经科学中看到这种类型的创新，这些结果表明还有待学习的东西。”

在未来的研究中，研究人员计划测试是否可以使用药物或光遗传学操纵小脑-VTA途径来治疗成瘾并预防治疗后复发。

“小脑异常也与许多精神分裂症等精神疾病有关，”Khodakhah博士说。“我们想知道这种途径是否也会在这些疾病中发挥作用。”