在1月17日发表于《科学》杂志网络版上的一项研究中，爱因斯坦医学院的研究人员首次证明，长期以来被认为主要参与协调运动的小脑，有助于控制大脑的奖赏回路。这一惊人的发现表明，小脑在奖赏过程和社会行为中扮演着重要的角色，并可能为治疗成瘾带来新策略。
之前的研究发现，小脑在某种程度上参与触发接收奖励刺激的大脑区域中“感觉良好”的神经递质多巴胺的释放。“小脑在控制运动之外的功能遭到了很多怀疑，目前没有任何真正的线索揭示小脑如何影响多巴胺释放。”研究带头人、精神病学和行为科学的教授Kamran Khodakhah说。
Khodakha博士怀疑，小脑直接连接并激活了临近的腹侧被盖区（VTA，已知在成瘾中起作用：VTA神经元通过中脑边缘通路合成并释放多巴胺，中脑边缘通路介导愉悦和奖赏。）为验证这一假设，Khodakha博士使用了光遗传学手段，将产生光敏蛋白的基因插入特定的神经元，然后，将处理过的神经元暴露在光照下，选择性地激活或抑制它们。
在最初的实验中，Khodakha博士的团队将这些基因插入小脑神经元，其中一些神经元通过轴突与VTA相连。当有选择地用光刺激延伸到VTA的小脑轴突时，大约三分之一的VTA神经元的放电增强。由于只有小脑轴突含有光敏蛋白并能被光激活，本实验首次证明小脑神经元可与VTA神经元形成工作突触。
这些工作突触对行为有影响吗？为了回答这个问题，Khodakha博士对小鼠进行了旷场实验。在实验中，小鼠可以在方形笼子里自由活动，每只小鼠到达一个特定的角落（为每只小鼠随机选定），与VTA相连的小脑神经元就会受到光刺激，如果小鼠发现这种刺激能带来愉悦，它们会优先回到这个角落。结果发现小鼠确实会比对照组更频繁地回到该角落。
那么将小脑刺激投射到VTA是否会导致小鼠“上瘾”？为了找到答案，Khodakha博士等人把小鼠放在一个一半明亮、一半黑暗的房间里，因为小鼠更喜欢黑暗的地方，所以它们会花更多的时间去探索房间里黑暗的一侧。研究人员随后重复了这个实验，每隔一天，连续6天将小鼠限制在明亮的一侧30分钟，同时对与VTA相关的小脑轴突进行光刺激。在最初的条件反射期之后，小鼠可以自由地探索整个房间。
“尽管小鼠通常会避开明亮的区域，但现在它们更喜欢朝光亮的地方跑，因为它们记得在那里得到过奖励，这表明小脑在成瘾行为中发挥作用。”Khodakha博士说。他指出，这一结果与其他研究的结果“非常相似”，在其他研究中，小鼠被限制在明亮的房间中接受可卡因等成瘾药物。
人们已经证明小脑异常与自闭症谱系障碍（ASD）有关，但小脑如何导致ASD尚不清楚。因为VTA是社会行为所必需的，Khodakha博士等人想要测试小脑-VTA通路是否可能参与其中。他们把小鼠放在一个有三个房间的盒子里，这三个房间分别有：无生命的物体，另一只老鼠或者什么也没有。通过监测VTA中小脑轴突的活动，研究人员发现小鼠通常会花大部分时间与另一只老鼠进行社交，当它们与另一只老鼠进行社交时，VTA中的小脑轴突最活跃，这与小脑将与社交行为相关的信息传递给VTA的假设是一致的。有趣的是，当研究人员抑制投射到VTA上的小脑轴突时，小鼠不再喜欢与其他小鼠互动。这一发现表明，社会行为需要一个功能正常的小脑-VTA通路，而对这一通路的干扰可能导致小脑功能障碍，最终导致ASD的发生。
在未来的研究中，Khodakha博士将测试小脑-VTA通路是否可以通过药物或光遗传学来控制，从而治疗成瘾并防止复发。他还将研究小脑神经元是否会影响前额叶皮层和伏隔核，这是VTA靶向的另外两个大脑区域，与成瘾行为和精神障碍密切相关。“小脑异常也与许多其他精神疾病有关，比如精神分裂症，所以我们想知道这条通路是否也在这些疾病中发挥作用。”Khodakha博士说。
编译：花花
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