上海
生活里我们会慢慢学会，某些线索预示着奖励快要到来，比如听到开零食袋的声音就会期待美味。但大脑里多巴胺信号，是怎样带动全脑活动完成这种学习的，还没有完全弄清楚。
基于此，2026年10月7日，哥伦比亚大学Itamar Kahn研究团队在Science Advances杂志发表了“Dopamine release-associated striatal blood oxygenation and whole-brain dynamics during associative learning”揭示了联想学习过程中，多巴胺释放相关的纹状体血氧变化与全脑动态活动。
这项在活体小鼠上的同步成像研究发现：联想学习会引发脑网络血氧信号随多巴胺动态发生时序偏移，核磁BOLD信号能够追踪多巴胺介导的奖赏预测，说明学习时多巴胺和大范围脑活动紧密耦合。
图一 小鼠多久学会预判奖赏？
作者首先用经典条件反射做联想学习实验：小鼠头部固定、身体可自由活动，蓝光作为提示信号，1.25 秒后给缺水小鼠一小滴水作为奖励。实验连续 10 天，每天 100 轮，同步记录小鼠舔水动作。
学习成功的标志是看到蓝光还没拿到水，就提前开始舔嘴（预期性舔舐）。随着训练推进，这种预判式舔水越来越多；用S曲线算出，小鼠平均在第5.75 天左右学会这个蓝光预示奖励的规律。
图二 奖赏学习时全脑信号会同步提前吗？
伏隔核的多巴胺，在学习初期传递奖励信号，学会后则传递奖励预期信号。
实验追踪小鼠学习全过程的大脑核磁信号，发现随着学习，伏隔核血氧信号峰值慢慢提前；而且小鼠出现预判舔水的行为，比脑信号时序变化来得更早。同步记录多巴胺信号后证实，核磁血氧变化和多巴胺释放节奏一致。
不光伏隔核，前额叶、岛叶、下丘脑等多个脑区都出现了这种时序偏移，说明奖赏联想学习需要一整套脑网络协同参与。
图三 奖励大小会调控全脑网络活动吗？
确认伏隔核的后期脑核磁信号强弱会跟着奖励大小变化后，作者把这套分析推广到全脑。他们建立模型，分开计算线索和奖励对应的脑活动，让奖励相关信号随水量（1、3、6 微升）调整。
结果发现，不光伏隔核，外侧隔、纹状体、岛叶、下丘脑、杏仁核、丘脑、腹侧被盖区等大片脑区，神经活动强度都会跟着奖励大小同步改变。
这说明奖励大小调控的脑活动，不是伏隔核独有的，而是分布在一整套脑网络里。
总结
综上，伏隔核BOLD信号可可靠表征多巴胺动态；但其余脑区奖赏信号缺少直接多巴胺记录。全脑奖赏相关活动并非单纯多巴胺下游效应，而是多通路、多因素共同构成的网络级反应。
文章来源
DOI: 10.1126/sciadv.aed0935
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