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在赌博机任务中,自由移动的大鼠会在光照提示下将鼻子伸进中间端口(如图所示),然后保持该动作直至出现声音提示,让其把鼻子伸进旁边的任意一个端口,伸入特定端口的时候,大鼠可以从单独的食物端口(图中未标示)内获得食物奖赏。Mohebi等人记录了任务过程中大鼠脑腹侧被盖区(VTA)产生多巴胺的神经元的活动,以及大脑另一区域——伏隔核内这些神经元的多巴胺释放情况。当出现光刺激时,研究人员观察到奖赏驱动型学习行为的一个共通特征,即神经元活动和多巴胺释放增加,这一发现符合多巴胺生成神经元活动增加可促进多巴胺释放的公认模型。研究人员还发现,在受到光刺激后,大鼠将鼻子伸入中间端口过程中,大鼠脑内的多巴胺释放逐渐增加。但此时,出乎意料的是,多巴胺神经元的活动却并未增加。

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除了依赖奖赏的多巴胺释放增加外,当大鼠在靠近奖赏位置但尚未获得奖赏的时候,其伏隔核内的多巴胺释放缓慢上扬。在这一过程中释放的多巴胺总量能够提示预期奖赏的价值,刺激大鼠为获取奖赏付出更多努力。过去大部分研究动机行为中多巴胺释放的研究并不限制动物的活动,但是由于技术限制,记录多巴胺神经元活动的实验必须将实验动物的头固定在特定位置。Mohebi团队的研究亮点在于记录了自由活动的大鼠的神经元活动和多巴胺释放,尽管这两项监测并非在同一群动物中实现。

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