研究解释了大脑如何记得快乐及其对成瘾的影响

关键细节的神经细胞在大脑记住快乐是显示在伯明翰阿拉巴马大学的研究人员发表在《华尔街日报》自然神经科学。新的分子事件的细节,形成“奖赏记忆”还建议他们不同于那些由药物成瘾,尽管流行的理论,即成瘾劫持正常奖励通路。

大脑回路已经进化到鼓励行为证明帮助人类生存通过附加的快感。吃油腻的食物味道很好,因为它提供了能源和性是可取的,因为它创造了后代。相同的系统也将在我们心灵的环境因素与实际的快乐形成奖励记忆。

本研究在老鼠支持的想法哺乳动物的大脑特性几个内存类型,每个使用不同的电路,对访问和集成。古老的记忆类型包括那些提醒我们害怕什么,寻找什么(奖励),如何移动(电动机的记忆)和导航(内存)的地方。最近的事态发展使我们记住今年哥伦布航行和我们结婚的那一天。

“我们相信奖励内存可以作为一个好的模型来理解分子机制在许多类型的学习和记忆大卫·斯韦特说:“博士,神经生物学UAB部门主席,伊芙琳·f·麦克奈特大脑研究所主任UAB研究和相应的作者。“我们的研究结果提供了一个飞跃reward-learning机制的理解和承诺指导未来试图解决相关问题,如成瘾和犯罪行为。”

这项研究首次说明,奖励的记忆是由化学变化影响与内存相关基因神经细胞在一个大脑区域腹侧被盖区或区域。实验,阻止那些化学变化——DNA甲基化和demethylation-in腹侧被盖区阻止大鼠形成新的奖励的记忆。

甲基化是一个甲基的附件(一个碳原子和三个氢原子)DNA链在特定地点(胞嘧啶基地)。当附近发生甲基化基因或基因序列中,它通常被认为关掉基因及其去除被认为打开基因。这种反复的变化影响基因表达而不改变我们继承父母的代码。操作以外的遗传机制,表观遗传变化使每个细胞类型其独特的工作和对环境做出反应。

此外,干细胞在子宫里,变成了骨头或肝细胞必须“记住”专业性质和通过身份其后代他们分裂和繁殖器官。这个过程需要遗传记忆,这很大程度上是由甲基化。注意,大多数神经细胞不分裂和繁殖其他细胞。根据一种理论,他们不能,因为他们把他们的表观遗传机制使实际工作记忆。

自然的快乐和上瘾

大脑的快乐中心被继续通过使用多巴胺的神经化学和神经细胞信号通常位于腹侧被盖区。多巴胺能神经元表现出“非凡的能力”信号传递快乐。不幸的是,进化过程附加高兴有利的行为也意外地强化了坏的。

所有四个主要类别的滥用成瘾drugs-psychostimulants,鸦片,乙醇和尼古丁与增加多巴胺在大脑的相同部分传输与正常奖励相关处理。暗示预测正常奖励和可卡因或酒精的影响也使多巴胺神经细胞一样火他们回忆的经历。导致了主意,药物成瘾必须接管正常reward-memory神经通路。

根据这些原则,过去的研究认为,在VTA-and产生多巴胺的神经细胞,下游从腹侧被盖区多巴胺信号称为伏隔核(NAC)——参与自然奖励和drug-addiction-based记忆形成。虽然这可能真的在某种程度上,这项研究显示,阻塞在腹侧被盖区甲基化药物阻止了老鼠把有益的经验记忆线索的能力但在南京没有这样做。

“我们观察到的一个重要的区别,不是电路,而是自然回报之间的表观遗传调控电路响应和那些下游的药物滥用或精神疾病发生,”杰里米说,博士,博士后学者斯韦特的实验室,为本研究的第一作者。“尽管药物经历可能拉拢正常奖励机制在某种程度上,我们的研究结果表明他们也只能进行完全独立的表观遗传机制,促进成瘾,这也许可以解释它的力量。”

探讨分子在腹侧被盖区和表观遗传变化,研究人员把他们的线索从19世纪俄国生理学家巴甫洛夫,谁是第一个研究条件的现象。通过响铃之前每天给他的狗食物,巴甫洛夫很快发现,狗会流口水在铃的声音。

在这项研究中,老鼠训练将声音的语调与可用性的糖颗粒饲料港口。同样的动物模型被用来让大多数发现关于人类多巴胺神经元工作自1990年代以来,和大多数批准药物影响多巴胺系统(如左旋多巴对帕金森症)是测试之前被清除人体试验。

分离的影响引起的大脑的变化比正常人的饮食本身的乐趣,老鼠分为三组。老鼠在“c +“老鼠有糖颗粒每次他们听到一个声音提示。“CS -”组听到相同的次数,获得尽可能多的糖pellets-but从未在一起。第三个目的组听到这个声音,但从未糖奖励。

老鼠总是收到糖的声音线索发现戳他们与鼻子的饲料港口至少两倍经常在此提示控制老鼠经过三、25-sound-cue会话。鼻子会是一个衡量的程度建立一只老鼠来关联线索的记忆美味的治疗。

研究小组发现,那些CS +老鼠(糖配上声音),是更好地形成奖励记忆基因Egr1和安全系数的表达显著高于控制老鼠这些基因在其他已知能够调节记忆大脑区域通过微调信号能力的神经细胞之间的连接。在一系列的实验中,研究小组揭示了甲基化和脱甲基模式使基因表达的变化视为记忆形成。

研究表明,犒赏经历造成这两种类型的DNA甲基化调节基因的表达。

一种类型包括附加的DNA片段称为启动子甲基,驻留立即上游的个体基因序列(基因)之间,告诉后面的机械遗传指令“开始阅读。”The attachment of a methyl group to a promoter generally interferes with this and silences a nearby gene. However, ancient organisms such as plants and insects have less methylation between their genes, and more of it within the coding regions of the genes themselves (within gene bodies). Such gene-body methylation has been shown to encourage rather than silence gene expression.

具体地说,研究小组报道,两个网站在Egr1基因的启动子是脱甲基在经验和奖励,更大程度上的老鼠有关糖的声音提示。相反,斑点Egr1和安全系数进行了基因的身体内的甲基化奖赏记忆形成。

“当设计治疗治疗精神疾病,上瘾或记忆障碍,你必须深刻理解生物系统的功能与你共事的人,“一天说。“我们的领域已经从中学到了经验,试图对成瘾的东西全球损害正常奖励知觉或奖励的记忆不成功。我们的研究表明未来的治疗可能降低的可能性药物成瘾或精神疾病而不影响正常的回报。”