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起首：学术经纬

剪辑：药明康德内容团队

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论文

论文标题：Intrinsic dopamine and acetylcholine dynamics in the striatum of mice

作家：Krok, Anne C., Maltese, Marta, Mistry, Pratik, Miao, Xiaolei, Li, Yulong, Tritsch, Nicolas X.

期刊：Nature

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发表时刻：2023/08/09

数字识别码：10.1038/s41586-023-05995-9

节录：External rewards such as food and money are potent modifiers of behaviour1,2. Pioneering studies established that these salient sensory stimuli briefly interrupt the tonic discharge of neurons that produce the neuromodulators dopamine (DA) and acetylcholine (ACh): midbrain DA neurons (DANs) fire a burst of action potentials that broadly elevates DA in the striatum3,4 at the same time that striatal cholinergic interneurons (CINs) produce a characteristic pause in firing5,6. These phasic responses are thought to create unique, temporally limited conditions that motivate action and promote learning7,8,9,10,11. However, the dynamics of DA and ACh outside explicitly rewarded situations remain poorly understood. Here we show that extracellular DA and ACh levels fluctuate spontaneously and periodically at a frequency of approximately 2 Hz in the dorsal striatum of mice and maintain the same temporal relationship relative to one another as that evoked by reward. We show that this neuromodulatory coordination does not arise from direct interactions between DA and ACh within the striatum. Instead, we provide evidence that periodic fluctuations in striatal DA are inherited from midbrain DANs, while striatal ACh transients are driven by glutamatergic inputs, which act to locally synchronize the spiking of CINs. Together, our findings show that striatal neuromodulatory dynamics are autonomously organized by distributed extra-striatal afferents. The dominance of intrinsic rhythms in DA and ACh offers new insights for explaining how reward-associated neural dynamics emerge and how the brain motivates action and promotes learning from within.

节录翻译（由野心计身手完成，仅供参考，内容以英文原文为准）：

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食品和财富等外部奖励是行动的有劲调度剂1，2。创始性的照看阐明，这些权贵的嗅觉刺激会已而中断产生神经调度剂多巴胺（DA）和乙酰胆碱（ACh）的神经元的垂危性放电：中脑DA神经元（DANs）发出一系列动作电位，浮浅升高纹状体中的DA，3，4与此同期，纹状体胆碱能中间神经元（CINs）在引发5，6。这些阶段性反映被以为创造了特有的、时刻有限的条目，激励行动并促进学习7，8，9，10，11。然而，在明确奖励的情况以外，DA和ACh的动态仍然知之甚少。在这里，咱们发现细胞外DA和ACh水平自觉且周期性地波动，频率约为2 Hz在背侧；小鼠纹状体，并保合手与奖励引起的时刻关系相通的时刻关系。咱们发现这种神经调度趋奉不是由纹状体内DA和ACh之间的径直互相作用引起的。相悖，咱们提供的左证标明，纹状体DA的周期性波动是从中脑DAN遗传来的，而纹状体ACh瞬态是由谷氨酸能输入启动的，谷氨酸能输入起到局部同步CIN尖峰的作用。总之，咱们的照行动果标明，纹状体神经调度能源学是由踱步的纹状体传闻入自主组织的。DA和ACh内在节拍的主导地位为讲解与奖励干系的神经能源学是如何出现的，以及大脑是如何激励行动和促进里面学习提供了新的认识。

人民日报北京6月11日电（记者赵婀娜、黄超）国家助学贷款作为我国高校资助政策体系的重要内容，是促进教育公平的一项重要措施。记者从教育部获悉：1999年实施至今，已累计发放助学贷款4000多亿元，共资助家庭经济困难学生2000多万名。

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前不久，幼儿园大班开展了一次“竞选班干部”活动，有些幼儿热情很高，也有些幼儿不感兴趣，我是要鼓励幼儿积极参与，还是尊重幼儿的选择？我认为，最大的难题当数对教师“主导作用”的认识，也就是对课程价值点的筛选。比如，这样的活动该不该开展，如何进行价值判断？如果开展了，应注意什么？这可能是一个斟酌教师定位和课程价值的过程。希望专家解答我的疑惑。（江苏省泰州市环溪幼儿园 冯蓓芝）

学习的能源是什么？科学家们通过实验早就发现，食品、财富之类的奖励是促进大脑学习的一种能源，因为赢得奖励时大脑会开释更多的多巴胺，这种化学物资让咱们嗅觉很愉悦。

不外，学习的能源并不十足来自外界奖励。好多时候即使莫得径直的奖励，大脑也会主动学习。

最近，顶尖学术期刊《当然》发表的一篇论文就为咱们揭示了学习能源的骨子。纽约大学格罗斯曼医学院的照看东谈主员通过全心联想的实验，展示了小鼠的大脑在莫得奖励的情况下也好像一直自主学习。

在实验中，照看东谈主员给十来只小鼠提供了滚轮，由它们裁减开通或休息，还时通常地给它们提供饮料作为开通奖励。在此经过中，照看东谈主员在这些动物的纹状体（striatum）——在学习新行动的安适经过中起进击作用的脑区——中诈欺荧光探针纪录下它们的神经行动，要点是测量两种神经信号分子在不同时间点的开释量。

这两种神经信号分子，一种即是前边提到的多巴胺，另一种是乙酰胆碱（acetylcholine），也与学习和牵挂干系。况且两种神经信号分子有互相竞争的关系，其中一种增多，就会导致另一种分子减少。

▲在小鼠背侧纹状体监测多巴胺和乙酰胆碱开释量（图片起首：参考辛苦[1]）

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当饮料作为奖励出当前，与猜度的相似，小鼠脑中产生了典型的多巴胺急剧开释和乙酰胆碱暂停开释的神态。

然而，照看东谈主员还不雅察到，在饮料奖励出现之前，试验上脑中的多巴胺和乙酰胆碱依然有较大周期的波动。荧光信号表露，非论小鼠是在奔走照旧莫得赫然感官刺激的休息情景，多巴胺水暖热乙酰胆碱水平皆会以梗概每秒2次的频率绵绵络续。

昔时往往以为奖励是学习的动机，因为奖励引发了多巴胺开释，同期这个经过也让乙酰胆碱减少。两种化学物资的均衡倏得被外皮的奖励刺激突破，给了脑细胞一个允洽环境变化的契机。然而，多巴胺-乙酰胆碱具有周期性波动的新发现挑战了昔时这一干系学习动机的讲解：大脑似乎本人就有自主学习的能力，而外皮的奖励仅仅诈欺了这一“天性”。

论文通信作家Nicolas Tritsch教授以为，新的发现或有助于讲解大脑在不需要外部激励的情况下是如何自行学习和演练的，因为多巴胺-乙酰胆碱的环路可能会触发大脑追想已发生的事件并从中吸取陶冶。

固然小鼠大脑在这种自我启动的学习经过中如何解决信息随机与东谈主脑十足相通，但干系学习动机的新机制不错为咱们联结波及多巴胺失调的东谈主类精神疾病提供新的念念路。举例抑郁症的一个常见症状是穷乏能源，患者因此连完成起床、刷牙等最基本的任务皆十分清苦。照看作家算计，里面启动系统的参差词语可能是导致这些问题的泉源。为此照看小组下一步接头构建精神疾病动物模子并考试其多巴胺-乙酰胆碱的波动。

参考辛苦：

[1] Anne C. Krok et al., (2023) Intrinsic dopamine and acetylcholine dynamics in the striatum of mice. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-05995-9

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[2] “Ebb and flow” brain mechanism that drives learning identified. Retrieved Aug. 10, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/997670

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