匹兹堡大学的一项研究发现，神经递质多巴胺在神经元被刺激后仍会持续释放近一小时，这表明存在次级机制，使多巴胺在大脑的不同区域（包括对记忆巩固、药物诱导的可塑性以及在工作记忆期间维持活跃网络至关重要的区域）中持续可用。该研究于2006年10月15日在第36届神经科学学会年会上发表，会议在亚特兰大的乔治亚世界会议中心举行。
确定导致所谓的“刺激后激活释放”的机制及其维持多巴胺水平的方式，可能对理解和治疗由多巴胺功能失衡引起的神经和精神疾病具有重要意义，包括精神分裂症、注意缺陷多动障碍、抽动秽语综合征、帕金森病和成瘾。
根据领导该研究的神经科学和精神病学教授Bita Moghaddam博士的说法，除了其临床益处外，刺激后激活释放还可以用来解释短暂事件如何通过短时间激活神经元来影响大脑功能。例如，它可以解释为什么闻到新鲜烤制的饼干气味会唤起与亲爱的祖父母一起度过的童年记忆，使人在气味消失后仍然沉浸在回忆中，并采取未计划或冲动的行动，如烘焙或购买饼干。
多巴胺是一种与学习和记忆、运动控制、奖赏感知以及执行功能（如工作记忆、行为灵活性和决策）相关的神经递质。当出现新奇或显著的刺激时，大脑中的多巴胺神经元会增加其放电率，从而促进多巴胺的释放。多巴胺扩散到大脑的细胞外间隙，直到被运输或代谢。
在大鼠模型中，研究人员一直试图理解在行为活跃状态（如完成认知任务或经历压力情况）以及对神经元的电刺激反应期间，细胞外多巴胺水平的增加。在他们的研究中，他们观察到多巴胺水平在神经元被刺激后仍保持在基线以上——在腹侧被盖区（VTA）为5到20分钟，在伏隔核和前额叶皮层为40到100分钟。
为了确定水平升高的原因，研究人员使用电极刺激大鼠大脑的VTA。VTA是中脑的一个核团，多巴胺神经元位于此处。刺激神经元后，研究人员测量了伏隔核和前额叶皮层细胞外液中的多巴胺量——VTA已知向这两个区域发送信号。他们发现多巴胺水平在刺激期间增加，并在刺激后持续升高一小时。
多巴胺水平随着多巴胺被细胞通过主动运输系统重新吸收而下降。然而，这种主动运输系统在腹侧纹状体和前额叶皮层区域并不丰富，这使研究人员认为，多巴胺水平可能由于尚未被吸收的过量多巴胺而保持升高。为了测试这一假设，他们将河豚毒素（TTX，一种阻断多巴胺主动释放的神经毒素）应用于伏隔核和前额叶皮层。TTX导致多巴胺水平下降，表明多巴胺水平保持升高是因为多巴胺在神经元放电后仍在主动释放，而不仅仅是因为大脑中有残留的多巴胺。
Moghaddam博士及其同事目前正在进行实验，以确定导致刺激后激活释放的确切机制。
这项研究由美国国家心理健康研究所资助。