近日，神经信息教育部重点实验室Benjamin Becker 教授团队发表题为“Angiotensin blockade enhances motivational reward learning via enhancing ventral striatal prediction error and frontostriatal communication” 的最新研究成果。该工作结合计算模型和药理学功能磁共振成像手段，揭示了肾素-血管紧张素系统在奖励加工中的重要作用及神经机制。为以奖赏和动机障碍为特征的精神疾病（如抑郁症）的治疗提供了新的启示。团队2020级博士研究生许婷为论文第一作者，Benjamin Becker教授为论文通讯作者，电子科技大学生命科学与技术学院为第一作者和通讯作者单位。
面对复杂多变的环境，如何获得水、食物、金钱和社会认可等奖赏，对人类的生存和发展至关重要。通常情况下，个体会通过更新实际奖赏和预期奖赏之间的差异 — 奖赏预期误差来不断的学习来调整行为，以选择最优化的决策。已有研究表明中脑腹侧被盖区的多巴胺信号可以投射至纹状体、眶额叶皮层等区域以编码奖赏预期误差。然而，这些脑区的结构或功能缺陷都能够导致对奖赏刺激的低期望和对奖赏结果价值的评价过低，表现为追求（动机减弱）和体验快感（快感缺失）的能力下降，并成为抑郁障碍的核心症状。尽管围绕多巴胺系统的功能缺陷，有研究提倡使用多巴胺受体激动剂药物进行抗抑郁治疗，但这些药物容易诱发冲动行为和增加成瘾风险的副作用极大地限制了其临床治疗的效果。因此，寻找可替代的安全有效的神经药理手段具有十分重要的科学价值和应用潜力。最近的研究表明血管紧张素II可以通过1型受体（Angiotensin II type 1 receptor, AT1R）参与多巴胺的转移。研究团队之前的一些工作也证实了血管紧张素1型受体拮抗剂——氯沙坦钾片（科素亚）可以调节奖赏和动机功能相关脑区的活动（Zhou et al., 2019, Biological Psychiatry; Xu et al., 2022, Biological Psychiatry CNNI; Zhou et al., 2023, Journal of Neuroscience），但科素亚如何作用奖赏学习的计算神经特征并不清楚。
对此，该团队开展了一项随机双盲安慰剂对照实验，基于包含学习和迁移阶段的概率选择任务和结合功能磁共振成像技术、数学模型和药理手段，以确定科素亚对奖赏学习的影响及其独特计算神经机制。
研究发现，在学习阶段，科素亚只提升了被试在最难图形配对中对奖赏概率较大图形的选择次数，并且这一选择正确率与被试对该图形的期望价值呈显著正相关关系。而计算建模结果显示，科素亚不影响被试对奖赏结果学习情况的同时，降低了他们对损失结果的学习率以及增加了对某些奖赏概率较大图形选择的稳定性。这些行为结果在脑机制上反映为科素亚能够显著增强奖赏预期误差与眶额叶皮层、纹状体脑区活动的相关程度，以及纹状体脑区对奖赏结果的表征模式（图1）。至此，研究团队揭示了科素亚可以通过介导大脑奖赏环路的活动或多体素激活模式影响奖赏加工。
图1. 奖赏结果的大脑表征标记物
接下来迁移阶段的结果表明，科素亚组被试可以更为快速地选择最大奖赏概率的图形，这一选择时间的缩短与被试在学习阶段对奖赏结果的学习率有显著负相关关系。而当被试一直选择最大奖赏概率的图形时，科素亚也显著地增强了纹状体和左侧背外侧前额叶皮层的连接强度（图2）。
图 2. 脑区连接特征
综上所述，该研究首次揭示了血管紧张素1型受体对奖赏学习的作用机制。使用科素亚阻断血管紧张素1型受体则有助于个体在奖赏加工及迁移的过程中，减少负面结果的影响，同时促进对奖赏刺激的选择，而这些作用主要和前额叶皮层、纹状体的功能有关。这些发现在一定程度上能够为抑郁症患者奖赏功能失调的针对性治疗指明方向，也具有重要的临床价值和现实意义。
这项工作得到国家自然科学基金、科技部2020国家重点研发计划项目和2030重大脑科学与类脑研究项目的支持。
Molecular Psychiatry创刊于1997年，由Springer Nature出版商出版，期刊旨在阐明精神疾病及其治疗的生物学机制，涵盖高水平的临床前、临床、细胞、分子、综合、影像学和精神药理学研究。Molecular Psychiatry位居中科院医学大类1区Top期刊行列，最新影响因子:13.437。
团队介绍：
Benjamin Becker，电子科技大学生命科学与技术学院教授，长期从事精神病研究和磁共振技术方面的工作，致力于发现抑郁障碍等精神疾病的神经网络与病理机制，并以此研发针对精神疾病更有效的治疗方法，近年来以一作或通讯作者身份在Nature Communications、Advanced Science、PNAS、American Journal of Psychiatry、Molecular Psychiatry、 Biological Psychiatry 、 Brain、 Neuroscience and Biobehavioral Reviews 以及 eLife 等国际神经科学或精神病学权威期刊发表近200篇论文，Google学术引用量6898次，h指数44，i10指数132。主持3项国家自然科学基金项目，科技部国际合作项目1项，科技部重点研发计划项目子课题1项，省部级项目1项。
许婷，博士研究生，2017-2020年就读于西南大学心理学部，围绕拖延决策及其干预的认知神经机制，参与发表SCI期刊论文11篇，以一作身份在Journal of Experimental Psychology: General、Brain imaging and Behavior 等SSCI或SCI期刊发文4篇。2020年至今入读电子科技大学生命科学与技术学院，已结合影像转录组学、神经药理学和功能核磁共振等方法或技术开展了多项研究，参与发表SCI论文6篇，以一作身份在Molecular Psychiatry、 Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging 等SCI期刊发文2篇。参与3项国家自然科学基金项目，1项省部级项目，2项校级项目。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41380-023-02001-6
原文链接：https://news.uestc.edu.cn/?n=UestcNews.Front.DocumentV2.ArticlePage&Id=87999
