大脑主要神经调节系统，包括多巴胺(DA)、血清素(5-HT)、乙酰胆碱(ACh)和去甲肾上腺素(NE)等。这些神经调质协调着行为状态，并在学习和决策过程中的突触可塑性中发挥基础作用。每个系统支持一组独特的功能：DA涉及奖赏和动机，5-HT关乎情绪和体内平衡，ACh负责注意力和记忆，NE则关联警觉和唤醒。直至近期，基因编码探针的开发才使得在体精确测量单个神经调质的时空动态成为可能，从而促进了对它们在特定神经环路中调节作用的研究。在这些神经调质中，纹状体多巴胺动力学因其在动机、学习和决策中的作用而被广泛研究。然而，鉴于这些神经调节系统的高度互联性，一个核心问题依然存在：在相同条件下，同一脑区内不同神经调质的具体作用是什么?重要的是，最近的研究，已开始探索它们在与特定脑区和功能相关的相互作用，例如背侧纹状体DA-ACh在基于奖赏的决策中的作用，腹侧纹状体DA-5-HT在强化学习中的作用，以及额叶ACh-NE在竞争性决策中的作用。虽然这些研究极大地推进了我们对神经调质动力学的理解，但进行更全面的研究仍然至关重要。必须考察奖赏幅度、生物性别、内部状态、行为背景以及神经调质系统本身的潜在差异，才能全面理解这些机制如何塑造环路功能和行为。
腹侧纹状体是基底前脑中的一个关键奖赏区域 ， 主要由伏隔核和嗅结节构成。 与被广泛研究的伏隔核相比 ， 嗅结节受到的关注要少得多 。这个独特的区域连接着嗅觉皮层和腹侧纹状体 ， 如今已知它对多种非嗅觉过程至关重要——包括奖赏处理、联想学习和逆转学习,以及动机行为。先前的解剖学和免疫染色研究已证实 ， 嗅结节接受密集的神经调质输入 ， 并表达丰富多样的神经调质受体。然而,这些神经调质在奖赏处理和联想学习过程中的在体动力学特征尚未被阐明。 为了探究此问题,作者使用光纤记录技术结合基因编码探针 ， 记录了嗅结节中四种神经调质在刺激诱发的动态释放情况 ， 并描绘它们在多种情境下——包括性别、内部状态和学习范式——的独特动力学特征,从而全面揭示神经调质对奖赏和关联线索的反应模式 。
2026年3月23日，复旦大学胡荣峰研究员与合作者在国际权威学术期刊《Advanced Science》上发表了题为“Neuromodulator dynamics underlying associative learning in the ventral striatum's olfactory tubercle”的研究性论文（图1）。这个工作利用光纤记录和基因编码探针,我们记录了嗅结节中四种神经调质在奖赏诱发的释放模式，并追踪了它们在 不同 学习过程中的动态变化。我们揭示了对外部奖赏的反应存在性别特异性、状态依赖性和类型选择性的动力学特征。此外，嗅结节神经调质以性别二态性和状态依赖性方式编码奖赏学习和消退。值得注意的是，与伏隔核不同，嗅结节的多巴胺并不编码奖赏预测误差。最后，这些神经调质动态追踪线索辨别和逆转学习。综上,我们提出了一个系统性的框架，描绘了嗅结节神经调节如何编码奖赏和联想学习。这增进了我们对于嗅结节在认知以及神经精神疾病（如成瘾和抑郁症）中所起作用的理解。
图1. 本论文研究总结
复旦大学胡荣峰研究员和上海交通大学附属上海市精神卫生中心胡帅帅青年研究员为本文通讯作者。复旦大学脑科学转化研究院洪茂君（22级硕博生）和邹柳婷（24级硕博生）为该论文的共同第一作者。复旦大学的马通研究员、许智祥研究员和陈逸清同学（25级硕士生）也提供了技术支持。该论文得到科技部“脑计划”重大项目（STI2030-Major Projects-2022ZD0207300）和国家自然科学基金（No.82301395）等资助。
原文链接
Maojun Hong#, Liuting Zou#, Yiqing Chen, Juan Guo, Zhixiang Xu, Tong Ma, Shuaishuai Hu*, Rongfeng K. Hu*. (2026) Neuromodulator dynamics underlying associative learning in the ventral striatum's olfactory tubercle. Advanced Science. (In press)
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