盡管成年后,我們的大腦依然具備出色的適應(yīng)能力,隨著新技能的練習(xí)和舊習(xí)慣的摒棄,其內(nèi)部的神經(jīng)性通路會相應(yīng)地增強或減弱。最近,斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家在《Nature》雜志上發(fā)表了一篇題為“Myelin plasticIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)y in the ventral tegmental area is required for opioid reward”的研究報告,揭示了適應(yīng)性髓鞘形成(adaptive myelination)這一特殊神經(jīng)可塑性如何可能導(dǎo)致藥物成癮。
適應(yīng)性髓鞘形成指的是大腦回路中更活躍的部分會得到更多的髓鞘,這是一種脂肪絕緣體,它能提升電信號在神經(jīng)纖維中的傳播速度和效率。例如,學(xué)習(xí)雜?;蜾撉倬毩?xí)會增加相關(guān)大腦回路的髓鞘形成,進(jìn)而優(yōu)化這些技能。然而,這一機(jī)制也有其陰暗面。研究者發(fā)現(xiàn),單次劑量的嗎啡就足以刺激小鼠大腦中負(fù)責(zé)獎懲回路的神經(jīng)元形成髓鞘,從而促使小鼠尋求更多藥物。當(dāng)髓鞘形成被阻斷時,小鼠則不再對藥物產(chǎn)生強烈需求。
醫(yī)學(xué)博士Michelle Monje表示,髓磷脂的發(fā)育直到20多歲或30歲才基本完成,令人著迷的是,即使在這一漫長過程之后,大腦中名為少突膠質(zhì)細(xì)胞的特殊細(xì)胞仍能在某些區(qū)域繼續(xù)產(chǎn)生新的髓磷脂。近十年的研究表明,髓磷脂具有一定的可塑性,能根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)整,神經(jīng)元的活躍度可以影響其軸突被髓鞘化的程度。目前,神經(jīng)可塑性的研究主要集中在突觸的變化上,而適應(yīng)性髓鞘形成為我們理解大腦如何從經(jīng)驗中學(xué)習(xí)提供了新的視角。
適應(yīng)性髓鞘形成的基礎(chǔ)知識主要來源于Monje的實驗室。他們早先的研究就發(fā)現(xiàn),刺激小鼠大腦的運動(http://www.weberwork.com/sell/l_35/)前區(qū)皮層會增加該區(qū)域神經(jīng)元的髓鞘形成,并改善其運動能力。后續(xù)研究還表明,小鼠需要適應(yīng)性髓鞘形成來進(jìn)行空間學(xué)習(xí),如迷宮穿行或記憶危險情況。在這項新研究中,研究人員想要探究適應(yīng)性髓鞘形成是否也參與機(jī)體的獎懲學(xué)習(xí)。他們通過給小鼠注射可卡因或嗎啡,或直接利用光遺傳學(xué)技術(shù)刺激其產(chǎn)生多巴胺的神經(jīng)元,讓小鼠體驗獎懲經(jīng)歷。
在單次注射可卡因或嗎啡后的3小時內(nèi)或進(jìn)行30分鐘刺激后,研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn),特定干細(xì)胞開始增殖,這些干細(xì)胞將分化為產(chǎn)生髓磷脂的少突膠質(zhì)細(xì)胞。這種增殖主要發(fā)生在與獎懲學(xué)習(xí)和成癮密切相關(guān)的腹側(cè)被蓋區(qū)。研究者Belgin Yalcin表示,他們原本不認(rèn)為單次藥物劑量會產(chǎn)生顯著效果,但實際上不到三個小時就觀察到了變化,盡管這種變化相對溫和,但其速度和特異性都令人驚訝。
當(dāng)研究人員多次進(jìn)行藥物注射或大腦刺激后,一個月后對小鼠進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),腹側(cè)被蓋區(qū)存在更多的少突膠質(zhì)細(xì)胞和髓鞘多巴胺產(chǎn)生細(xì)胞,且軸突周圍的髓鞘也更厚。即使是髓鞘的輕微增厚(通常僅幾百納米)也會影響大腦的功能和行為。在傳導(dǎo)速率和回路同步性方面,髓磷脂的可塑性細(xì)節(jié)極為關(guān)鍵,它們之間的微小差異都可能產(chǎn)生重大影響。
綜上所述,這項研究強調(diào)了少突膠質(zhì)細(xì)胞在獎懲學(xué)習(xí)中的核心作用,并揭示了多巴胺能神經(jīng)活性調(diào)節(jié)的髓鞘可塑性可能是阿片類物質(zhì)獎勵所需的重要回路修飾。