多巴胺对培养大鼠海马神经元网络活动的调控

多巴胺作为强化学习中奖励信号的作用机理在分子、细胞和整体动物水平上得到广泛研究。我们近期研究发现多巴胺改变峰时依赖的突触可塑性（STDP）规则，表现为易化LTP，翻转LTD为LTP。多个神经元之间通过活动倚赖的突触联系形成神经元网络，进而形成输入特征性的神经元群体活动模式来处理大脑内的信息。突触可塑性规则的改变必然会体现在神经元网络活动特征的变化上。神经元网络作为大脑信息处理的中间层次，由于以往实验技术的限制，人们对于网络层次的学习过程所知甚少。在本项目中，我们拟利用近期发展的离体神经元网络系统及其与"在线"记忆相关的独特的回响性质，结合电生理技术和神经元光控技术，分析与"在线"记忆相关的多巴胺作用下网络学习的几种简化模式与相关机制，从而揭示强化学习的网络机理，并为与多巴胺功能异常的精神疾病和成瘾的发病机理和治疗提供新的线索。

神经元网络回响活动被认为是短期记忆的基础，多巴胺调节学习与记忆相关的各类神经活动，但是它对网络回响的调控尚不清楚。我们先前的研究证明在离体培养的大鼠海马神经元网络中短暂的刺激可以诱发出持续数秒有节律的回响活动，为细胞集群假说提供了简便的细胞模型。我们研究了多巴胺对神经元网络回响活动的调控规律，发现多巴胺可以抑制回响的发生频率并且这一现象是浓度依赖性的，高浓度多巴胺更能有效的抑制回响。进一步的研究表明多巴胺的抑制作用在加入D1样或D2样受体拮抗剂时都能被消除，说明多巴胺对回响的调节可能需要两种受体共同参与。