研究人员发现了一条此前未知的大脑基底 ganglia 和小脑之间的连接通路，这一发现改变了我们对运动学习和习惯形成的理解。研究表明，小脑在调节基底 ganglia 的多巴胺水平中发挥作用，从而影响运动和奖励处理。这一突破性研究对理解成瘾、帕金森病和其他神经退行性疾病具有重要意义，并为治疗干预提供了新的潜在靶点。

关键发现

• 新发现的通路直接将小脑与基底 ganglia 中释放多巴胺的神经元连接起来。

• 这一连接在运动启动和基于奖励的行为学习中起关键作用。

• 研究结果可能为帕金森病提供新的治疗方法，例如针对小脑的非侵入性刺激技术。

来源
新泽西理工学院（New Jersey Institute of Technology）

研究背景
发表在《自然神经科学》（Nature Neuroscience）上的新研究揭示了一条神秘的神经通路，连接了大脑的奖励中心（基底 ganglia）和小脑。基底 ganglia 是习惯形成的关键区域，而小脑则是大脑中近四分之三神经元的所在地，负责协助运动学习。研究人员表示，这两个区域之间的连接可能改变我们对大脑如何处理自主运动和条件学习的基本观点，并为成瘾和帕金森病等神经退行性疾病的神经机制提供新的见解。

研究内容
新泽西理工学院生物科学系主任 Farzan Nadim 表示：“我们正在探索大脑运动系统中两个主要组成部分之间的直接通信，这一通路在神经科学教科书中并未提及。传统上，这些系统被认为独立运作。”
Nadim 的研究与阿尔伯特·爱因斯坦医学院的 Khodakhah 实验室合作，并得到了美国国立卫生研究院的资助。他指出：“这一通路在生理上是功能性的，可能每天都在影响我们的行为。”

基底 ganglia 和小脑长期以来被认为通过大脑皮层协调运动，但它们也在条件学习和错误校正学习中起关键作用。基底 ganglia 被描述为“大脑的启动-抑制系统”，负责决定我们是否启动或抑制运动，同时也参与由多巴胺释放驱动的基于奖励的行为学习。Nadim 解释说：“这是促进动机行为的学习系统，比如为取得好成绩而学习。但在成瘾情况下，它也会被‘劫持’。”
另一方面，小脑则负责优化运动学习，无论是打棒球还是拉小提琴，这些行为的学习都发生在小脑中。

研究发现
研究团队的最新研究表明，小脑可能同时参与运动和奖励处理。他们在研究中首次提供了直接证据，证明这两个系统相互交织——小脑调节基底 ganglia 的多巴胺水平，从而影响运动启动、运动强度和奖励处理。
Nadim 解释说：“这一通路从小脑开始，连接到中脑中为基底 ganglia 提供多巴胺的神经元，称为黑质致密部（substantia nigra pars compacta）。我们的脑记录显示，这一信号足够强大，可以激活基底 ganglia 中的多巴胺释放。这一通路可能在将小脑与运动和非运动功能障碍联系起来中发挥作用。”

未来方向
研究团队正在努力确定小脑到多巴胺系统的投射在核团水平上的起源，这是了解该通路功能是否可被操纵的关键步骤。Nadim 表示，目前的研究结果可能对帕金森病等神经退行性疾病的研究具有重要意义。帕金森病与黑质中多巴胺神经元的死亡有关。
Nadim 指出：“这一通路似乎对我们的运动活力和认知过程速度非常重要。帕金森病患者不仅会遭受运动抑制，在某些情况下还会出现冷漠症状。小脑位于大脑后部，这使其成为新型治疗技术（如非侵入性磁刺激或直流电刺激）的更容易靶向目标。既然我们已经证明小脑直接激活黑质中的多巴胺神经元，我们现在可以使用帕金森病小鼠模型来探索这些技术，看看是否能激活这些神经元并缓解疾病症状。”

关于这项神经科学研究

• 作者：Deric Raymond

• 来源：新泽西理工学院

• 联系人：Deric Raymond – 新泽西理工学院

• 原始研究：Farzan Nadim 等，“The cerebellum directly modulates the substantia nigra dopaminergic activity”，《自然神经科学》。