尼古丁是一種高度成癮的物質,自然存在於煙草中。尼古丁等成癮藥物被認為會 「劫持」 強化學習的機制： 踩低正常狀態的獎賞效應，拉高對藥物的獎賞效應 。這種異常的強化學習過程被認為可能是藥物成癮的基礎。
中腦腹側被蓋區(VTA) 是大腦兩條主要的多巴胺神經通路的一部份。尼古丁透過直接啟用表達在中腦 多巴胺（DA） 上表達和 GABA 神經元上的煙堿乙酰膽堿受體 (nAChR) 發揮效應。
2021年7月10日法國科學家Philippe Faure在Neuron雜誌上發表文章揭示了尼古丁抑制VTA投射到杏仁核的多巴胺神經環路促進焦慮。
研究人員透過 靜脈註射尼古丁 後，電生理實驗發現VTA腦區DA神經元放電頻率或增加，或降低，部份啟用或抑制DA神經元，稱為尼古丁啟用神經元和抑制神經元。
隨後分別向NAc腦區和杏仁核腦區註射逆行示蹤病毒，結果發現 93%尼古丁啟用的神經元投射到NAc腦區（VTA-NAc） ，86%尼古丁抑制的神經元投射到杏仁核（ VTA-Amg）。這樣就形成啟用的VTA-NAc環路、抑制的VTA-Amg環路。
為了進一步證實尼古丁的特異性VTA-NAc 和 VTA-Amg環路，他們向NAc和Amg腦區註射病毒載體的DA熒光感受器， 尾靜脈註射尼古丁後NAc腦區DA釋放增加，Amg腦區DA釋放減少 。這些結果證實，尼古丁可驅動 VTA 的兩個不同 DA環路中發揮相反的功能反應。
之前的尼古丁依賴於VTA腦區的多巴胺（DA）系統產生獎賞效應，也會產生焦慮、應激相關的抑郁樣行為的負向效應。
研究人員發現腹腔靜脈註射尼古丁（0.5mg/kg）後小鼠在O形迷宮和曠場行為學中表現出明顯的焦慮樣行為。特異性向VTA腦區註射尼古丁，小鼠也會表現出焦慮樣行為。
在β2型nAChR敲除小鼠中，尼古丁並不會引起VTA腦區DA神經元啟用或抑制反應，也不會出現焦慮樣行為；而在VTA區域特異性表達β2型nAChR後尼古丁就能發揮上述效應了。
研究人員接下來探究這VTA-NAc 和 VTA-Amg兩個神經環路的行為效應。 光抑制VTA-Amg環路後引起焦慮樣行為，啟用該神經環路後發揮抗焦慮效應 ，但不引起條件位置偏好。
而無論是光啟用還是光抑制VTA-NAc環路後均不會對焦慮行為產生影響，但啟用該環路引起條件位置偏好。
在 腹腔註射尼古丁的同時光啟用VTA-Amg神經環路後，小鼠並不表現出焦慮樣行為 。表明啟用該神經環路可阻斷尼古丁的負向情緒行為。
總的來說，本文透過尼古丁引起VTA腦區中兩種不同的神經元反應，發現了VTA-NAc的啟用環路 和 VTA-Amg抑制環路。這兩個環路各司其職： 啟用環路參與獎賞動機行為，抑制環路參與負向情緒（焦慮）行為 。
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