IT之家 12 月 13 日消息，乔治城大学医学中心发现，大脑中一种名为 KCC2 的蛋白质在奖励学习和习惯形成过程中起着关键调节作用。相关成果已于 12 月 9 日刊发在《自然・通讯》上。
研究显示，降低该蛋白表达会增强多巴胺神经元活性，从而改变大脑建立“线索 — 奖励”关联的速度，无论是好习惯还是坏习惯都更易建立，揭示了成瘾性行为形成的关键机制。
KCC2 蛋白如何影响学习与奖励机制
研究表明，当 KCC2 蛋白水平下降时，负责释放多巴胺的神经元放电频率升高，促使大脑更快建立新的奖励关联机制。其中，多巴胺作为参与奖赏、动机调控的神经递质，其释放动态直接影响行为模式固化。
研究资深作者、乔治城大学药理学与生理学系助理教授阿列克谢・奥斯特鲁莫夫（Alexey Ostroumov）博士指出：从老烟民在某些特定行为与香烟间的关联，到抑郁症患者对特定场景的负面联想，这种将线索与体验绑定的功能是大脑最基本的功能之一，但这一过程在成瘾、抑郁症和精神分裂症等多种疾病中都会受到干扰，“成瘾物质通过干扰 KCC2 蛋白破坏正常学习机制，从而劫持大脑的决策系统。”
动物实验揭示神经同步机制
研究团队结合电生理学、药理学、光纤光度测定等七种技术，并结合经典的巴甫洛夫条件反射实验进行验证。在实验中，研究人员用短暂的声音提示即将给予实验大鼠糖块奖励，观察其行为变化。
当提示糖块出现的声音响起，大鼠脑组织中 KCC2 水平变化不仅影响神经元放电速度，更触发意外的神经同步激活。
“神经元同步放电产生的多巴胺脉冲，是大脑赋予体验价值的关键，”第一作者、奥斯特鲁莫夫实验室博士候选人乔伊斯・吴解释选用大鼠的原因，“它们在复杂奖励学习任务中表现比小鼠更稳定。”实验发现，这种瞬时多巴胺爆发能大幅提升学习效率。
特定行为产生欲望
研究人员认为，这一机制有助于解释现实生活中的一些现象。例如，某些老烟民早上会在喝咖啡后吸烟。于是，即使他手上没有香烟，仅仅喝咖啡也可能引发强烈的吸烟欲望。
奥斯特鲁莫夫表示，如果能够阻止药物或环境线索与奖励之间的不良关联，或修复受损的学习机制，或有助于开发更有效的成瘾治疗方法。
镇静类药物新启示
研究还进一步探讨了直接作用于神经元受体的药物对学习过程的影响，包括苯二氮卓类药物地西泮（安定）。此前研究已显示，调节 KCC2 的表达水平会影响地西泮的镇静效果。
研究发现，这类药物不仅能影响神经元的放电强度，还会增强神经元之间的协调活动。当神经元同步工作时，信息在神经回路中的传递效率更高，而这种协调性在奖励学习过程中可能发挥重要作用。
从机制到治疗的跨越
“这些发现超越了基础学习研究的范畴，”奥斯特鲁莫夫强调，“它揭示了神经元通讯调控的新范式。”
他表示，如果未来能够提前预防这些沟通失衡，或在出现问题时加以修复，或有助于开发针对多种神经和精神疾病（例如成瘾、抑郁、精神分裂等）的治疗新路径。
IT之家附论文地址：
https://www.nature.com/articles/s41467-025-66838-x
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