中科院上海生科院神经科学研究所杜久林研究组，利用小巧透明的幼年斑马鱼，揭示了奖赏性嗅觉刺激诱发脑中多巴胺的释放，所释放的多巴胺可以用电化学方法实时记录并能追溯其上游的神经环路。这是首次在清醒的小动物脑中记录到感觉刺激引起的多巴胺释放，阐明了多巴胺能神经调质系统环路机制中的诱人潜力。相关成果近日发表于《神经科学》期刊。

 

    作为一种主要的神经调质，多巴胺参与一系列重要的神经功能调节。幼年斑马鱼大脑小巧透明，易于进行电生理记录、光生理学和遗传学操作。在现有分析方法中，电化学记录具有毫秒级的时间分辨率和接近微米级的空间分辨率，是神经调质研究的经典选择。然而，幼年斑马鱼脑中的多巴胺能神经元数目很少，其分泌的多巴胺分子量十分微小，对电化学记录的灵敏性和实验设计提出了超乎常规的要求。

 

    在杜久林的指导下，课题组博士尚春峰与北京大学分子医学研究所教授周专实验室在清醒的斑马鱼上，成功地记录到嗅觉刺激在视顶盖区诱发的多巴胺分泌。研究人员通过结合使用多巴胺能神经元中特异表达钙离子指示剂GCaMP6s的转基因斑马鱼，观察了顶盖前区多巴胺能神经元到视顶盖区投射纤维的活动，发现其可以被嗅觉刺激所激活。激光损毁顶盖前区的多巴胺能神经元后，嗅觉刺激不能再诱发视顶盖区的多巴胺释放。因此可以确认，嗅觉刺激信息系经由顶盖前区的多巴胺能投射到达视顶盖区。