一项发表于《自然·神经科学》的研究揭示，纹状体中的乙酰胆碱动态决定了多巴胺信号是促进运动活力还是驱动学习，具体取决于即时的行为情境。研究大鼠执行决策任务时，通过光学测量背内侧纹状体中的多巴胺和乙酰胆碱释放，发现奖赏线索诱发的乙酰胆碱下降与多巴胺呈现不同的相位关系。当多巴胺略滞后于乙酰胆碱下降时，多巴胺可预测未来行为；而当多巴胺先于乙酰胆碱下降时，则无此关联。此外，当多巴胺与乙酰胆碱爆发同时发生时，它预示着对侧定向运动的活力。这些发现表明，乙酰胆碱动态决定了多巴胺是促进活力还是学习。

研究背景与意义

中脑多巴胺神经元促进强化学习和运动活力。一个悬而未决的问题是纹状体中的多巴胺受体神经元如何解析这些异质性信号。先前研究表明，纹状体胆碱能中间神经元可能门控多巴胺依赖的可塑性，但这尚未在行为动物中得到验证。本研究旨在阐明乙酰胆碱如何动态调控多巴胺信号的功能输出。

主要发现与机制

研究通过同时测量大鼠执行任务时的多巴胺和乙酰胆碱释放，发现当多巴胺略滞后于乙酰胆碱下降时（如在线索提示奖赏大小时），多巴胺作为奖赏预测误差驱动后续学习行为；当多巴胺先于乙酰胆碱下降时（如奖赏线索提示等待时间结束时），未观察到学习效应；当多巴胺与乙酰胆碱爆发同时发生时（如定向运动时），多巴胺预测运动活力。研究进一步发现，奖赏预测误差可快速改变背内侧纹状体神经元的放电活动，且这种变化可持续多个试验。这些结果揭示了乙酰胆碱与多巴胺的时序相互作用是决定多巴胺功能（学习vs.运动）的关键机制。

参考文献

(2026). Acetylcholine demixes heterogeneous dopamine signals for learning and moving. Nature Neuroscience, 29, 840–850. DOI: 10.1038/s41593-026-02227-x

该研究通过在大鼠执行决策任务时进行纤维光度法记录和Neuropixels电生理记录，揭示了背内侧纹状体中乙酰胆碱与多巴胺的时序动态决定多巴胺信号功能输出的机制。研究发现，多巴胺奖赏预测误差信号与乙酰胆碱下降的相对相位关系决定了其是否驱动学习；而与乙酰胆碱爆发的同时发生则与运动活力相关。研究团队来自纽约大学等机构。