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  • MIT生物工程师已经创建了一个专门的传感器,使它们跟踪多巴胺使用磁共振成像(MRI)的脑,如图所示,底排英寸在顶行中的图像显示总体大脑活动,如通过功能MRI测量。

    MIT生物工程师已经创建了一个专门的传感器,使它们跟踪多巴胺使用磁共振成像(MRI)的脑,如图所示,底排英寸在顶行中的图像显示总体大脑活动,如通过功能MRI测量。

    图像:研究人员礼貌

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如何多巴胺驱动器的大脑活动

MIT生物工程师已经创建了一个专门的传感器,使它们跟踪多巴胺使用磁共振成像(MRI)的脑,如图所示,底排英寸在顶行中的图像显示总体大脑活动,如通过功能MRI测量。

一个专门的MRI传感器揭示了神经递质对整个大脑的神经活动的影响力。


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采用专门的磁共振成像(MRI)传感器,澳门太阳城最新网站的神经科学家已经发现多巴胺深如何释放大脑的影响都在附近和远处的大脑区域内。

多巴胺发挥在大脑中,最值得注意的是与运动有关的,动机和行为的强化许多角色。然而,到现在为止它已经很难研究多巴胺的泛滥恰恰是如何影响整个大脑的神经活动。使用他们的新技术,MIT的研究小组发现,多巴胺出现在大脑皮质的两个区域,包括运动皮层发挥显著的影响。

“出现了很多工作,多巴胺释放的直接细胞结果,但在这里我们看到的是什么什么多巴胺在大脑更全级做的后果,”阿兰jasanoff,一个澳门太阳城最新网站的教授说:生物工程,脑与认知科学,核科学与工程。 jasanoff也是澳门太阳城最新网站大脑研究和研究的资深作者麦戈文研究所的准会员。

MIT的研究小组发现,除了运动皮层,受影响最严重的多巴胺远程大脑区域是脑岛皮层。这个区域是关系到人体的内部状态,包括身体和情绪状态的感知许多认知功能的关键。

澳门太阳城最新网站博士后李楠是该研究的主要作者,今天出现在 性质.

跟踪多巴胺

像其他的神经递质,多巴胺神经元帮助彼此在短距离通信。多巴胺持有,因为它的动机,成瘾作用的神经科学家特别感兴趣,和几个神经退行性疾病,包括帕金森氏症。最大脑的多巴胺在脑由连接到纹状体,那里的多巴胺释放神经元产生。

多年来,jasanoff的实验室一直致力于开发工具来研究分子的现象,如神经递质的释放是如何影响大脑功能广泛。在分子尺度,现有技术可以揭示多巴胺如何影响个体细胞,并在整个大脑的规模,功能性磁共振成像(fMRI)可以揭示特定脑区域的活跃是。然而,已难以神经学家确定的单细胞的活性和脑功能的全是如何联系在一起的。

“已经有多巴胺功能的极少数脑广泛研究或任何真正的神经化学物质的功能,在很大程度上是因为该工具是不存在的,” jasanoff说。 “我们正在试图填补空白。”

大约10年前,他的实验室开发MRI的传感器,包括能够结合多巴胺磁蛋白。这种结合发生时,传感器与周围组织的磁相互作用减弱,调光组织的MRI信号。这使研究人员能够在大脑中的特定部分连续监测多巴胺水平。

在他们的新研究中,李和jasanoff开始分析多巴胺本地和其他脑区在大鼠影响神经功能的纹状体发布方式。第一,他们注射的多巴胺传感器到纹状体,这是深位于大脑内和在控制运动中起重要作用。然后他们电刺激称为外侧下丘脑脑,这是有益的行为和诱导大脑产生多巴胺的共同实验技术的一部分。

然后,研究人员用他们的多巴胺的传感器来测量整个纹状体多巴胺水平。他们还进行了传统的功能磁共振成像测量纹状体各部分的神经活动。他们吃惊的是,他们发现高浓度的多巴胺并没有使神经细胞更加活跃。然而,更高的多巴胺水平确实使神经元保持活跃的时间更长。

“多巴胺释放时,有活动的持续时间较长,建议对奖励较长的响应,” jasanoff说。 “可能有一些做与多巴胺如何促进学习,这是它的主要职能之一。”

长程效应

纹状体多巴胺分析发布后,研究人员开始着手确定这多巴胺可能会影响大脑中的比较远的地方。要做到这一点,他们对大脑进行磁共振成像的传统成像而在纹状体也映射多巴胺的释放。 “通过结合这些技术,我们可以在探测尚未做过的方式这些现象,” jasanoff说。

这表明在活动的最大浪涌响应多巴胺的区域是运动皮层和脑岛皮层。如果证实在进一步的研究中,发现可能有助于科学家了解多巴胺在人脑的影响,包括其在成瘾和学习的作用。

“我们的研究结果可能会导致可能在fMRI数据中可以看出生物标志物,以及多巴胺功能的相关因素,这些可能是分析动物和人类的fMRI有用的,” jasanoff说。

这项研究是由美国国家卫生研究所和帕金森氏病的基础斯坦利法恩研究奖学金资助。


主题: 研究, 脑与认知科学, 学习, 记忆, 磁共振成像(MRI), 神经科学, 麦戈文研究所, 科学学院, 工程学院, 美国国立卫生研究院(NIH)

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