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Nature发布神经科学新技术：CNiFERs

2014.10.26

――利用基因工程细胞，科学家们发现了学习，记忆和奖励之间的实时变化

　　来自加州大学圣地亚哥分校的研究人员构建出了一种新型带有荧光染料的细胞，这种染料能对特殊的神经化学物质作出应答，改变颜色。研究人员将这些细胞移植到活体哺乳动物大脑中，从而能观察到通过食物奖励学习过程中，神经信号是如何改变的。

　　这一研究成果公布在10月26日Nature Methods 杂志上。

　　研究人员将这些细胞命名为 CNiFERs （发音为“sniffers”），CNiFERs细胞能检测到即使是少量的神经递质，包括多巴胺或者去甲肾上腺素，精确定位地点和时间。其中多巴胺一直以来都被认为是一种与学习，奖励和成瘾有关的神经递质。

　　“多巴胺在大脑中无处不在，它表示的信号是‘任务完成"。在几乎所有的学习和新记忆形成的每个方面，这种物质都发挥了关键指引作用，”领导这一研究的加州大学圣地亚哥分校David Kleinfeld 教授说，“多巴胺信号中断也是精神分裂症和成瘾发生的关键所在。”

　　神经学家们一直都在寻找特殊条件下检测大脑中多巴胺的方法，但是这种化学物质的特性与去甲肾上腺素十分相近，因此令科学家们感到迷惑。

　　为此，Kleinfeld与另外一位来自西奈山Icahn医学院的神经科学教授Paul Slesinger共同开发出了 CNiFERs 细胞，这种经过修饰的细胞能插入到动物大脑中，用以实时观察神经信号的变化。

　　Kleinfeld实验室的另外两位研究人员：Arnaud Muller和Victory Joseph将CNiFERs移植到小鼠额叶皮层内，然后观察当小鼠学习一种声音与小甜食之间关联时，神经信号的变化。

　　这是一种经典的条件反射，由此研究人员发现释放的多巴胺会跟着这种试验发生变化，而去甲肾上腺素却不会，也就是说多巴胺会随着这种奖励在最初释放，但是当小鼠学会关联这种信号的时候，这种神经递质就会释放的更早。如果小鼠无法学会，或者说只建立的很弱的关联，那么多巴胺就会减少释放。

　　“这项工作为设计报告庞大而多样的大脑信号分子提供了一种新途径，”Kleinfeld 说。

多巴胺神经信号

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