新研究发现多巴胺可通过间接方式影响大脑活动
卡罗林斯卡医学院、哥伦比亚大学和旧金山大学的研究人员发现了一种此前未知的机制，即多巴胺——一种对运动和动机至关重要的大脑化学物质——可通过提升血清素间接影响大脑活动。该研究最近发表在《科学进展》杂志上。
多巴胺是一种关键的化学信使，支持多种基本大脑功能，包括动机、运动和学习。尽管多巴胺在全脑发挥作用，但它在基底神经节中扮演着尤为核心的角色；基底神经节是一个相互连接的区域网络，负责选择我们表达的行为。基底神经节和多巴胺与神经精神和神经退行性疾病密切相关，许多广泛使用的药物都针对这一网络。
尽管多巴胺具有广泛的重要性，但它仅由位于大脑深处的一小部分神经元产生。这些细胞发出广泛的投射，将多巴胺分布到各处。令人好奇的是，多巴胺神经元也会在局部释放多巴胺，特别是在称为黑质网状部（SNr）的区域，在其细胞体周围。这种局部释放的多巴胺功能一直未知。
“我们没有研究多巴胺在远端靶点的作用，而是着手了解在SNr内部释放的多巴胺如何影响基底神经节功能，”神经科学系研究员、该研究的最后作者安德斯·博格克维斯特（Anders Borgkvist）表示。
间接且未被识别的机制
该结果之所以重要，是因为它们揭示了脑化学物质相互影响的一种此前未知的方式。
“我们首次确定了一种机制，即多巴胺可以通过作用于血清素来发挥间接作用。这种神经递质‘串扰’表明，类似相互作用可能比之前认为的更为普遍，”神经科学系博士生、该研究的第一作者玛雅·莫利纳里（Maya Molinari）表示。
多巴胺和血清素调节动机和情绪。研究表明，这两种重要功能之间存在区域性和突触联系。
“最终，理解这些化学关系可以深化我们对影响运动、动机或两者兼有的神经系统疾病的认识，”玛雅·莫利纳里继续说道。
先进技术的组合
研究团队使用了多种先进技术，包括双光子成像实时监测血清素，以及光遗传学技术用光控制特定神经元。这些方法使他们能够绘制多巴胺如何间接影响基底神经节输出的图谱。
该团队测量了SNr神经元活动和γ-氨基丁酸（GABA）释放，使用靶向多巴胺和血清素受体的药物，揭示了多巴胺如何通过血清素间接调节GABA释放，并检验了这些神经递质之间的相互作用。
下一步
研究目标是确定多巴胺-血清素相互作用是否影响帕金森病等疾病状态，其中多巴胺细胞损失会破坏基底神经节回路。
“我们将评估改变这种相互作用是否能改善回路功能或运动症状。此外，我们还将调查类似通路是否出现在与动机、奖励和情绪相关的其他脑区，这可能会扩大临床相关性，”安德斯·博格克维斯特表示。
参考文献： Molinari M, Aaltonen A, Lieberman OJ, Sulzer D, Santini E, Borgkvist A. 多巴胺和血清素共传递通过5-HT1B受体激活过滤纹状体黑质突触活动。Sci Adv. 2025;11(45):eadx4577. doi: 10.1126/sciadv.adx4577
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