大脑蛋白如何塑造学习与习惯形成
乔治城大学医学中心最新研究显示，大脑将提示信号与奖励关联的能力会随特定蛋白活性水平变化而改变。这一机制帮助我们判断何时响应有益信号、何时忽略强化有害行为（如吸烟成瘾）的提示。
"将特定提示与积极体验关联的能力是大脑基础功能，该功能在成瘾、抑郁症和精神分裂症等多种疾病中受损，"乔治城大学医学院药理学与生理学系助理教授、该研究资深作者亚历克谢·奥斯特朗诺夫博士表示，"例如药物滥用会改变对正常学习至关重要的KCC2蛋白，成瘾物质通过干扰此机制劫持学习过程。"这项获美国国立卫生研究院（NIH）资助的研究于今日（12月9日）发表在《自然·通讯》。
KCC2水平影响多巴胺释放与奖励学习
研究发现，当KCC2蛋白水平变化时，学习模式可能发生转变。KCC2水平下降会促使多巴胺神经元更频繁放电，这种多巴胺活性增强可促进新奖励关联的形成。多巴胺神经元是负责产生和释放多巴胺的特化神经细胞，该神经递质参与调控奖励感、动机和运动功能。
研究团队通过检测啮齿类动物脑组织，并在经典巴甫洛夫条件反射实验中监测大鼠行为（实验中短暂声响预示糖块即将出现）来探索该机制。除追踪KCC2变化对神经元放电速度的影响外，团队还发现神经元同步爆发活动能意外增强多巴胺释放。这些短暂的多巴胺峰值对大脑赋予经历价值并从中学习的过程至关重要。
为何特定提示触发强烈渴求
"我们的发现解释了为何强大且不受控的关联极易形成——例如吸烟者长期将晨间咖啡与香烟搭配后，单是喝咖啡就会引发强烈吸烟渴求，"奥斯特朗诺夫指出，"阻止相对良性的药物诱导关联（如特定场所或情境），或恢复健康学习机制，将有助于开发成瘾及相关疾病的更好疗法。"
地西泮等药物如何影响神经元协调
研究人员还探究了直接作用于细胞受体的药物（如地西泮等苯二氮䓬类药物）对学习的影响。先前研究表明，改变KCC2生成可影响神经元行为并调控地西泮（安定）的镇静效果。当前发现揭示了神经元功能的新层面：神经元不仅调节放电频率，还能协调活动。当协调发生时，信息在神经回路中传递更高效。实验证实地西泮类药物可支持这种协调活动。
多方法研究与选用大鼠的原因
"为得出结论，我们结合了电生理学、药理学、光纤光度测定、行为学、计算建模和分子分析等多种实验方法，"该研究第一作者、奥斯特朗诺夫实验室博士生乔伊斯·吴表示。团队选择大鼠进行行为研究，因其在复杂任务中表现比小鼠更稳定可靠，这帮助研究者获取更稳定的数据。
对脑部疾病治疗的深远意义
"我们认为这些发现超越基础学习研究，"奥斯特朗诺夫强调，"它们揭示了大脑调控神经元通信的新方式。由于不同脑部疾病中此通信可能紊乱，我们期望通过预防这些异常或修复受损的正常通信，为多种脑部疾病开发更优疗法。"
参考文献：《奖励学习过程中氯离子稳态的动态变化协调中脑抑制网络活动》，2025年12月9日，《自然·通讯》，DOI: 10.1038/s41467-025-66838-x。
除奥斯特朗诺夫和吴外，乔治城大学参与作者还包括Ajay Uprety、Daniel Reid、Irene Chang、Aelon Ketema Samuel、Helena de Carvalho Schuch和Caroline C Swain。研究团队声明与本研究无个人财务利益关联。本工作获NIH基金MH125996、DA048134、NS139517、DA061493，以及脑与行为研究基金会、Whitehall基金会和脑研究基金会资助。
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