烈日炎炎的夏天吃下一口雪糕的感觉——快乐！凉风习习的夜晚小酌一杯美酒的感觉——快乐！经过漫长的等待，终于站在喜欢的人面前的感觉——快乐！所有这些让我们登上“快乐星球”的满足的感觉，都离不开一种被称为多巴胺的神经信使。上世纪50年代，瑞典科学家阿尔维德·卡尔森进行了一系列开创性的研究。
他开发了一种高灵敏度的方法测量组织多巴胺的水平，并最终确认，多巴胺是大脑中一种重要的神经递质，也就是在大脑细胞之间负责传递信息的化学“信使”。卡尔森发现，这种化学物质对我们控制运动行为的能力至关重要，帕金森病正是由于大脑某些部位缺乏多巴胺引起的。他也因此获得了2000年诺贝尔生理学或医学奖。而随着更多研究的深入，我们现在已经知道，多巴胺实际上参与着大脑认知加工的许多方面。
比如，它还是一种著名的“快乐分子”，当一些外部线索出现时，它和我们大脑中关于奖励和愉悦感的机制密切相关，换句话说，就是能让我们“感觉不错”。然而最近，加州大学圣地亚哥分校的团队在一项研究中对一种不同类型的多巴胺脉冲行为有了全新的认识。他们发现，小鼠大脑的特定部位以每秒0.01次的频率出现自发性的多巴胺脉冲，并且小鼠可以有意识地操控这种脉冲。这种多巴胺脉冲行为的发现或许能揭开大脑研究的新篇章。
论文已于近日发表在《当代生物学》上。新皮质是哺乳动物大脑皮质中很大的一部分，它可以理解成是进化中比较“高级”的一部分，和知觉、空间推理，甚至更高级的意识和语言等许多功能有关。在这项新研究中，研究团队在小鼠的新皮质发现，那里充满了许多不可预测的多巴胺脉冲。这些脉冲不仅出现在令人愉悦或基于奖励的期待时，它们还会以每秒0.01次的速率出现。
团队中的物理学家和神经科学家合作，通过分子和光学成像技术的记录，研究了小鼠是否真的意识到了这些冲动确实在发生。研究人员设计了一个强化学习的反馈机制，它大体的思路是，如果跑步机上的小鼠能够表现出控制这种即兴产生的多巴胺信号，它们就会得到奖励。团队发现，在小鼠的新皮质中，自发性的多巴胺脉冲大约每秒0.01次。使用一种基于奖励的强化学习机制，小鼠学会了自主调节自己的自发性脉冲。
研究数据显示，小鼠对这些多巴胺脉冲有一种内在的感知。它们不仅意识到了这些多巴胺脉冲的存在，并且通过这种机制，它们学会了对其中的一部分进行预测，并有意识地对这些脉冲施加自主调节。研究人员在论文中指出，至关重要的是，小鼠在获得奖励之前学会了可靠地激发多巴胺脉冲。而当奖励被移除时，这些效果就会逆转消失。因此研究人员猜想，这种自发性的多巴胺脉冲可能是行为规划中的一种突出的认知事件。
研究人员表示，这项研究为多巴胺和大脑动态的研究开辟了一个全新的领域。接下来，团队打算拓展这项研究。他们进一步推测，在没有可预测的奖励刺激的情况下，动物这种对自发性的多巴胺脉冲的感知，可能会促使它进行搜索觅食、寻找伴侣和进行其他社会性行为。多巴胺似乎能够刺激运动行为。科学家需要更多实验来验证这些想法。