药物成瘾过程中学习记忆相关脑机制的研究进展_韩朔

维的投射，这条由中脑投射到前脑的多巴胺神经元是参与学习以及 路从而影响药物成瘾的成瘾过程，并且药物成瘾的神经回路与已有
奖赏的重要神经通路。其中最新的研究进一步指出，强迫性用药行 的记忆储存的神经回路有许多共通之处。
为的出现是前额叶皮质缺乏对觅药行为的抑制的结果［１］。
２．１ 中脑 － 边缘多巴胺神经通路。
海马与药物成瘾的奖赏通路关系密切，并且药物成瘾也可以引
下丘脑作为参与自然奖赏的重要脑区，已有许多研究证明其在
起海马的突触可塑性变化。其中海马的长时程增强效能也被认为是 药物成瘾相关的学习记忆过程当中起到了重要的作用。外侧下丘脑
学习和记忆的基础，在药物成瘾的复吸和成瘾记忆的形成过程的研 的食欲素神经元和腹侧被盖区的食欲素受体在与奖赏相关的精神
基金项目：国家自然科学基金，课题编号 31271155。 作者简介：韩朔(1991,5-)，女，山东潍坊人，2014 级应用心理学研究生。 汪萌芽，男，教授，博士，硕士生导师，从事生理心理学研究，通讯作者。
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中起到了重要的作用，是多种精神兴奋性药物引起奖赏反应的共同 改变工作记忆的网络功能，并且基本的网络功能并不能对使用大麻
侧被盖区的神经纤维投射到额叶皮层、前额叶皮质和伏隔核，共同 能具有潜在的作用，为小脑参与药物成瘾过程提供了神经影像学方
构成中脑 － 边缘多巴胺神经系统，是引起奖赏反应的关键脑区，主 面的证据．但现有的精神依赖性药物成瘾模型仅将小脑作为一个潜
要执行大脑的认知功能和参与调控成瘾的动机行为。而长期反复地 在的影响因素考虑，然而也有其他的研究表明小脑可能参与戒断与
巴胺能神经元的抑制性神经纤维，使大脑不同部位接收的学习记忆 触效能的改变，且是受 ＡＭＰＡ 型谷氨酸受体调控的。这项研究可以
以及情感等信息在此进行过滤和整合，与基底神经节以及黑质等共 帮助我们更好的研究下丘脑分泌素在动物和人类成瘾过程当中相
同参与中枢的奖赏效应和精神活动的调节。相关的研究表明伏隔核 关学习与记忆的变化［６］。
在另一项关于吗啡依赖的条件位置偏爱的实验过程中发现，在 cocaine induces long-lasting synaptic plasticity in hypocretin/orex－
条件位置偏爱的表现、消失和恢复的不同时期，均发现了海马当中 in-producing neurons in the lateral hypothalamus in mice[J].Neuro－
神经通路。
等药物成瘾问题进行预测。在另一项使用 ＥＲＰｓ 技术结合修改版
２．２ 皮层 － 基底神经节 － 丘脑神经环路
ｅｓｔｒｏｏｐ 任务对海洛因依赖者的注意偏向的研究当中发现，海洛因相
皮层 － 基底神经节 － 丘脑神经环路接受来自杏仁核、丘脑、海 关线索对于海洛因依赖者来说具有动机突显的特性，即使在依赖者
示，吗啡依赖的过程改变了海马当中谷氨酸能传递的过程以及海马 [5] 龚栩,黄宇霞,罗跃嘉.情绪调节神经基础的研究进展[J].中华行为
突触可塑性的变化，但吗啡在条件位置偏爱恢复过程中的作用仍有 医学与脑科学杂志,2010,(2).
待进一步的研究［９］。
[6]Rao Y, Mineur YS, Gan G, etal. Repeated in vivo exposure of
突触可塑性和 Ｎ－ 甲基 － Ｄ－ 天冬氨酸受体（ＮＭＤＡＲ）的表达。并且 science.2013,591(7):1951-1966.
这项研究进一步发现，吗啡依赖的条件位置偏爱可以增加经典的突 [7]Eric A. Moulton, Igor Elman, Lino R. Becerra, etal. The cere－
２．３ 腹侧被盖区 － 伏隔核 － 前额叶皮质神经通路
5 小结和展望
腹侧被盖区 － 伏隔核 － 前额叶皮质神经通路是 １９８２ 年由 Ｏｌｄｓ
药物成瘾是一个全世界关注的热点问题，寻找到合适的药物和
ＭＥ 等提出的奖赏环路。
干预治疗的方法至关重要。本文从几个不同的方面对药物成瘾和学
研究表明，伏隔核接受来自中脑边缘系统系统的谷氨酸神经纤 习记忆脑机制之间的关系进行了综述。从而为更好的将药物成瘾的
此外，在吗啡依赖的条件位置偏爱消失之后海马的 ＬＴＰ 过程受 [8]Nestler EJ. Total recal— ——the memory of addiction [J].Science,
到了一定程度的损害，但是 ＮＲ２ｂ 受体的表达增加，提示这些突触 2001,292:2266-2267.
可塑性的改变可能参与了与成瘾药物环境相关的学习机制的形成 [9] 顾钧,唐甩恩等.侧脑室注射东莨菪碱对大鼠吗啡条件性位置偏
物的依赖性。
出自己所做的决定是否与初始的愿望相一致。而在前扣带回皮层功
本文结合比较成熟的现代脑科学研究结果，并且在搜集相关文 能异常人群会缺失正确的反馈信号，从而继续做出错误的决定而一
献研究结果的基础上，对药物成瘾与学习记忆关系的研究现状进行 直持续药物成瘾的行为。长期的精神依赖性药物的使用会造成大脑
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药物成瘾过程中学习记忆相关脑机制的研究进展
韩 朔 汪萌芽 （皖南医学院细胞电生理研究室，安徽 芜湖 ２４１００２）
摘 要:药物成瘾的机制现在仍不明确，但大多数研究认为学习与记忆参与了药物成瘾的过程，具体表现为成瘾记忆的形成。主要从 五个不同的角度进行了综述。首先简要介绍了药物成瘾过程中相关脑区结构和功能的改变，其次介绍了药物成瘾与学习记忆相关的神经 回路，再来介绍了药物成瘾过程中神经元突触可塑性的变化，接着介绍了药物成瘾的脑成像方面的研究进展，最后给出了小结与展望。
马和前额叶皮层等脑区的神经纤维的传入，同时又将神经纤维投射 的注意力被转移到不相关的任务当中，这些海洛因相关的线索仍能
到腹侧被盖区和腹侧苍白球等药物成瘾奖赏的相关脑区。与中脑 － 内隐地捕获海洛因依赖者的注意，在预测、干预和评估海洛因的复
边缘多巴胺神经通路共同构成了与药物成瘾相关的神经大回路。 吸方面具有重要的临床意义［１４］。
中谷氨酸介导的兴奋性突触的传递在精神依赖性药物的心理渴求
１．８ 小脑
行为当中发挥着重要［３］。
以往的神经影像学的研究和相关临床数据表明， 小脑的病变可
１．３ 腹侧被盖区
能在成瘾障碍的形成过程中起着关键的作用。在最近一项关于小脑
脑内多巴胺神经元的胞体主要集中于中脑腹侧被盖区区域。腹 在药物成瘾的神经影像学研究中发现：小脑在药物成瘾的过程中可
摄入精神依赖性药物会导致腹侧被盖区的神经元出现适应性的变 复吸对成瘾的影响，以及精神依赖性药物成瘾的敏感化和异常的学
化，主要包括对可卡因或者电刺激引起的谷氨酸释放的敏感性增加 习机制［７］。
［４］。
2 与学习记忆相关的神经回路
１．４ 前额叶皮质
研究已经发现，有多种神经回路均参与了药物成瘾的学习与记
前额叶皮层（ＰＦＣ）直接接受来自腹侧被盖区的多巴胺能神经纤 忆过程。药物通过参与神经突触可塑性的形成和改变相应的神经回
１．５ 眶额皮层和前扣带回皮层
从中脑腹侧被盖区至边缘系统和前脑伏隔核有wk.baidu.com条神经通路，
最近的一项结果显示，大脑中的眶额皮层和前扣带回皮层主要 称为中脑 － 边缘通路，该通路借由多巴胺进行传导，故又称为中脑
负责调控机体的选择［５］。眶额皮层会根据事项的价值来对神经活动 － 边缘多巴胺神经通路，在把情绪情感转化为意向性行为的过程当
综述。
回路的改变，通过对成瘾相关脑区的研究可以使我们对大脑的权衡
1 相关脑区结构和功能的变化
危险和制定决策中枢进行有针对性的治疗。
现在的研究观点认为腹侧被盖区、前额叶皮质、杏仁核、黑质、 １．６ 杏仁核
海马、下丘脑等脑内众多区域都参与了药物成瘾的形成过程［１］。从药
杏仁核作为边缘系统中的一部分，与新皮层相互联系，主要参
究当中均发挥着重要的作用［３］。
依赖性药物成瘾的学习和记忆过程当中也起到了重要的作用。食欲
１．２ 伏隔核
素对与自然奖赏相关脑区的投射提示了其在成瘾记忆形成过程当
伏隔核不仅能够聚集来自杏仁核、丘脑、海马、额叶皮层等部位 中有着非常重要的调控作用。最近的一项研究表明，重复的暴露于
的兴奋性神经纤维的投射，而且还能接受来自中脑腹侧被盖区的多 可卡因环境中的大鼠可发现其下丘脑食欲素神经元的谷氨酸能突
关键词:药物成瘾；脑机制；神经回路；突触可塑性；脑成像技术
药物成瘾是指个体长期服用某种药物之后产生的一系列生理 进行调节。但在个体药物成瘾或眶额皮质本身受到损伤的情况下，
和心理上的依赖状态以及药物耐受性增加的现象，并且一旦停止使 眶额皮层区域的神经活动将不再依据活动的重要性进行调节。并且
用药物后可产生的与药物效用相反的戒断症状的出现，又可称为药 研究还进一步发现，前扣带回皮层功能正常的人群能够很快的判断
[3] 陈爱琴. 基底外侧杏仁核的长时程增强及其在药物成瘾中的作
３．１ 海马的长时程增强过程（ＬＴＰ）
用和机制[D].福州：福建医科大学,2010.
相关的研究表明，环境线索和吗啡的使用在阿片类药物成瘾的 [4] 方贻儒,王祖承.谷氨酸、多巴胺、“动机环路”与物质依赖[J].国外
戒断和复吸过程当中均起到了重要的作用。尽管以往的研究结果显 医学:精神病学分册,2004,31(2).
维的投射和来自中脑和腹侧被盖区多巴胺和 ＧＡＢＡ 能神经纤维的 干预治疗与脑科学的研究结果进行结合，综合运用影像学、分子生
投射。精神依赖性阿片类药物可以直接作用于腹侧被盖区和伏隔核 物学、细胞电生理技术以及电子计算机技术等对药物成瘾的学习与
的多巴胺能神经元上的阿片受体，使药物使用者产生欣快感等正性 记忆机制进行跨学科的交叉研究，研究已有的学习与记忆的机制与
物的使用到滥用药物成瘾的过程当中依赖于从腹侧到背侧纹状体 与大脑中情绪情感有关的学习和记忆的过程，使得学习经验可以和
对行为控制的变化，纹状体和中脑多巴胺系统之间的相互联系在药 情绪认知结合起来。杏仁核也与腹侧被盖区 － 伏隔核参与的共同奖
物成瘾过程中也起到了非常重要的作用［２］。
赏通路有着密切联系，相关的行为学实验也表明杏仁核参与了药物
１．１ 海马
的成瘾过程［３］。细胞电生理的相关研究也证实，在精神依赖性药物成
海马是学习记忆的重要脑区。海马发出的兴奋性谷氨酸能神经 瘾的过程当中基底外侧杏仁核也出现了神经元的适应性和突触可
元直接投射到杏仁核、前额叶皮层和伏隔核，并间接地与腹侧被盖 塑性的变化。
区的多巴胺能神经元发生联系。
１．７ 下丘脑
改变和突触可塑性的变化。其中突触可塑性的变化是成瘾相关记忆 2003,12(2):86-90.
形成的基础。突触可塑性变化发生的区域主要位于海马 ＣＡ１ 区、伏 [2]Eur J Neurosci. Neural and psychological mechanisms underlying
隔核壳部、额叶皮层及腹侧被盖区等。形态表现为树突分支和树突 compulsive drug seeking habits and drug memories-indications for
触传递，损害海马的长时程增强过程（ＬＴＰ）并且引起突触 ＮＭＤＡ 受 bellum and addiction: insights gained from neuroimaging research
体亚单位 ＮＲ２Ｂ 和 ＮＲ１ 表达的增加［１０］。
[J].Addiction biology,2014,19(3):31-317.
棘密度的增加；功能上表现为突触传递的长时程增强和长时程抑制 novel treatments of addiction [J]. European Journal of Neuroscience,
等的变化。作为记忆重要基础的长时程增强和抑制现象已经被发现 2014,40:2163-2182.
参与了药物成瘾的过程［８］。
的强化情感，从而产生药物的奖赏效应。奖赏效应的产生又会驱使 药物成瘾机制的共同点，为药物成瘾的临床干预与治疗提供更好的
更强烈的觅药行为，从而成为精神依赖性药物成瘾的神经基础。 理论指导。
3 神经元突触可塑性的变化
参考文献
大脑对药物成瘾的反应有两种基本的类型：即神经元适应性的 [1]龙再浩,朱永平.学习记忆与药物成瘾[J].中国药物依赖性杂志,