脑科学研究 | 北京脑科学与类脑研究所罗敏敏团队发现奖赏贬值及其调控抑郁症和肥胖的神经机制

奖励贬值会自适应地控制奖励摄入。目前还不清楚大脑皮层回路是如何在健康和抑郁状态下编码奖励贬值的。

2023年9月20日，北京脑科学与类脑研究所罗敏敏团队在Neuron 在线发表题为“A corticoamygdalar pathway controls reward devaluation and depression using dynamic inhibition code”的研究论文，该研究表明，从前扣带皮层(ACC)到基底外侧杏仁核(BLA)的神经通路采用动态抑制代码来控制奖励贬值和抑郁。

ACC锥体神经元的纤维光度测定和成像显示了奖赏诱导的抑制作用，这种抑制作用在饱足时减弱，在抑郁小鼠模型中进一步减弱。切除或抑制这些神经元会使奖励贬值失敏，导致奖励摄入增加和最终肥胖，并改善抑郁，而激活这些细胞会使奖励贬值敏感，抑制奖励消费，并产生类似抑郁的行为。在不同的ACC神经元亚群中，BLA投射子集双向调节奖励贬值和抑郁样行为。因此，该研究揭示了一个皮质杏仁核回路，它通过钝化抑制来编码奖励贬值，并表明增强该回路中的抑制可能为治疗抑郁症提供一种治疗方法。

美味的食物在反复食用后会变得不那么令人愉快，就像最初悦耳的音乐随着时间的推移会变得单调一样。获得奖励刺激后，往往伴随着主观愉悦感的下降，从而导致满足和厌倦。奖励贬值的过程使人和动物能够动态调整奖励摄入。对奖励贬值保持适当的敏感性对生存和整体福祉至关重要，这种敏感性的根本变化与精神疾病有关。例如，对贬值的不敏感与暴饮暴食和肥胖有关，而对贬值的过度和普遍敏感已被理论化，以减少寻求奖励的动机，并导致对奖励缺乏积极的感觉(即快感缺乏)。

前扣带皮层(ACC)是研究最广泛的大脑区域之一，在奖励评估和快感缺乏的病理生理中起着关键作用。ACC与“情感”边缘系统和“认知”皮质区域建立了广泛的联系。它有助于与情感感受相关的各种行为功能，如主观价值评估、认知冲突解决、努力成本和收益评估、同理心、痛苦处理和恐惧反应。来自动物的生理记录显示，单个ACC神经元对奖励和厌恶刺激表现出不同的反应模式。此外，ACC神经元中奖励相关激活的强度可以通过奖励历史、幅度和概率等因素进行调节，导致 ACC 在价值更新中发挥作用的假设。许多研究也表明ACC与重度抑郁症(MDD)的发病机制和治疗有关。在人类重度抑郁症患者和抑郁症动物模型中观察到ACC的生化、代谢和结构改变。此外，前扣带皮层已被证明可以调节像氯胺酮这样的速效治疗的抗抑郁作用针对前扣带内特定区域的深部脑刺激(DBS)研究显示出减轻与抑郁和神经性疼痛相关的负面情感处理的希望。

机理模式图（图源自Neuron ）

尽管取得了这些进展，但在健康和抑郁状态下，ACC回路对奖励值的精确编码和奖励相关行为的因果控制仍然知之甚少。现有的研究产生了不同的预测。一方面，奖励激活大量ACC神经元的观察表明，激活这些神经元可以促进与更高奖励值相关的行为，例如增加奖励摄入量。另一方面，许多ACC神经元受到厌恶刺激而兴奋，ACC神经元群的消融或抑制减轻了与疼痛相关的行为，表明负奖励值的潜在编码抑制了奖励摄入。研究还表明，前扣带皮层中与奖励相关的活动可以通过最近的奖励经验得到增强，从而产生了一个优雅的理论，即前扣带皮层神经元将多个时间尺度上的奖励历史整合在一起。然而，ACC神经元通过奖励诱导激活或抑制的变化对奖励贬值进行动态编码，以及奖励贬值编码与抑郁状态之间的因果关系尚不清楚。

该研究探讨了ACC回路在奖励贬值和抑郁中的作用。研究结果表明，ACC锥体神经元，特别是那些投射到基底外侧杏仁核(BLA)的神经元，通过抑制奖励诱导的抑制，在编码奖励贬值中发挥因果作用。值得注意的是，在抑郁小鼠模型中，切除或抑制这些神经元可以减轻奖励贬值和抑郁行为。这些结果提供了对奖励贬值和抑郁背后的回路层面机制的见解，考虑到这些神经元在控制奖赏摄入中的作用，它们也可能是开发肥胖和厌食症治疗方法的潜在目标。

来源：iNature

原文链接：

https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(23)00633-5

转自：“威斯腾生命科学研究院”微信公众号

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