Nature發布神經科學新技術：CNiFERs

――利用基因工程細胞，科學家們發現了學習，記憶和獎勵之間的實時變化

　　來自加州大學圣地亞哥分校的研究人員構建出了一種新型帶有熒光染料的細胞，這種染料能對特殊的神經化學物質作出應答，改變顏色。研究人員將這些細胞移植到活體哺乳動物大腦中，從而能觀察到通過食物獎勵學習過程中，神經信號是如何改變的。

　　這一研究成果公布在10月26日Nature Methods 雜志上。

　　研究人員將這些細胞命名為 CNiFERs （發音為“sniffers”），CNiFERs細胞能檢測到即使是少量的神經遞質，包括多巴胺或者去甲腎上腺素，精確定位地點和時間。其中多巴胺一直以來都被認為是一種與學習，獎勵和成癮有關的神經遞質。

　　“多巴胺在大腦中無處不在，它表示的信號是‘任務完成"。在幾乎所有的學習和新記憶形成的每個方面，這種物質都發揮了關鍵指引作用，”領導這一研究的加州大學圣地亞哥分校David Kleinfeld 教授說，“多巴胺信號中斷也是精神分裂癥和成癮發生的關鍵所在。”

　　神經學家們一直都在尋找特殊條件下檢測大腦中多巴胺的方法，但是這種化學物質的特性與去甲腎上腺素十分相近，因此令科學家們感到迷惑。

　　為此，Kleinfeld與另外一位來自西奈山Icahn醫學院的神經科學教授Paul Slesinger共同開發出了 CNiFERs 細胞，這種經過修飾的細胞能插入到動物大腦中，用以實時觀察神經信號的變化。

　　Kleinfeld實驗室的另外兩位研究人員：Arnaud Muller和Victory Joseph將CNiFERs移植到小鼠額葉皮層內，然后觀察當小鼠學習一種聲音與小甜食之間關聯時，神經信號的變化。

　　這是一種經典的條件反射，由此研究人員發現釋放的多巴胺會跟著這種試驗發生變化，而去甲腎上腺素卻不會，也就是說多巴胺會隨著這種獎勵在最初釋放，但是當小鼠學會關聯這種信號的時候，這種神經遞質就會釋放的更早。如果小鼠無法學會，或者說只建立的很弱的關聯，那么多巴胺就會減少釋放。

　　“這項工作為設計報告龐大而多樣的大腦信號分子提供了一種新途徑，”Kleinfeld 說。