华盛顿——乔治城大学医学中心研究人员取得新发现：大脑中特定蛋白质活动的增强或减弱可改变将线索与奖励相关联的学习过程。识别何时对带来有益结果的线索作出积极反应，与忽略导致不良习惯（如吸烟成瘾）的线索，是习得行为的关键环节。
乔治城大学医学院药理学与生理学系助理教授、该研究资深作者阿列克谢·奥斯特朗诺夫博士表示："我们将特定线索或刺激与积极/奖励性体验相关联的能力是基础脑功能，而在成瘾、抑郁症和精神分裂症等多种疾病中，这一功能会遭到破坏。例如，药物滥用可能导致对正常学习至关重要的KCC2蛋白发生变化，成瘾物质通过干扰此机制劫持学习过程。"
这项由美国国立卫生研究院资助的研究于12月9日发表在《自然通讯》期刊上。
研究人员发现，学习过程的变化源于KCC2蛋白水平的改变。在反向关联中，KCC2水平降低会导致多巴胺神经元放电活动增强，进而促成新的奖赏关联形成。多巴胺神经元是专门产生并释放神经递质多巴胺的神经细胞，参与奖赏、动机和运动控制。
研究团队通过观察啮齿类动物脑组织，结合经典巴甫洛夫线索-奖赏实验中的大鼠行为进行验证——实验中，短促声音信号通知大鼠将获得糖块。除阐明神经元放电加速或减弱与KCC2变化的关联外，研究者还发现当神经元同步活动时，多巴胺放电活动会意外增强。这些短暂的多巴胺脉冲似乎是关键信号，可帮助大脑为共享学习体验赋予价值。
奥斯特朗诺夫指出："我们的发现解释了为何强大且不受欢迎的关联如此容易形成，例如吸烟者习惯将晨间咖啡与香烟配对后，仅饮用咖啡就会触发强烈烟瘾。预防药物诱导的良性情境关联，或恢复健康学习机制，有助于开发更有效的成瘾及相关疾病疗法。"
研究团队还探究了苯二氮䓬类镇静药物等直接作用于细胞受体的药物是否影响学习机制。先前研究表明，KCC2生成变化会改变地西泮（即安定）在大脑中产生镇静抑制效应的方式。本研究揭示了神经元功能的新维度：神经元不仅改变活动强度，还能协调活动——当活动同步时，信息传递效率显著提升。实验证实，地西泮等药物可促进这种协调。
"为得出结论，我们整合了电生理学、药理学、光纤光度测定、行为学、计算建模及分子分析等多种实验方法，"研究第一作者、奥斯特朗诺夫实验室博士生乔伊斯·吴表示。
她补充说明，虽然多数实验采用小鼠模型，但行为研究部分选用大鼠，因其在长期或复杂任务中表现更稳定可靠，在奖赏学习实验中通常表现更佳，这为研究者提供了更稳定一致的数据。
奥斯特朗诺夫强调："我们认为这些发现超越基础学习研究范畴。它们揭示了大脑调控神经元间通信的新途径。鉴于此类通信在多种脑部疾病中可能出现异常，我们期望通过预防这些紊乱或修复受损的正常通信，为广泛脑部疾病开发更优疗法。"
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