多巴胺在维持脑的基本功能(精神、情绪、意识等),控制人对外界环境的反应(运动、知觉、呼吸)等方面具有特殊的重要性,因此一直是神经科学领域的研究热点。多巴胺在各种机体活动中能有如此广泛、复杂的作用依赖于它与神经活性的协同作用。这包括两方面的问题:神经兴奋性对于多巴胺分泌的调控;和多巴胺分泌对神经兴奋性的功能。为了阐述这两方面的问题,我们选择了两个体内多巴胺含量最丰富的组织:黑质-纹状体和颈动脉体作为研究对象。首先,我们试图揭示中枢神经系统中刺激编码如何调控多巴胺的分泌。在麻醉大鼠中,通过刺激多巴胺能神经元的投射纤维——前脑内侧束(medial forebrain bundle, MFB),在纹状体中用电化学测量——安培法对多巴胺的分泌进行量化,以研究在黑质-纹状体通路中刺激模式对分泌的调控作用。我们发现,在纹状体中多巴胺的分泌除了受刺激频率和脉冲数目调控外,还受到刺激的分配分组的影响(“m”效应)。此外,我们发现这个“m”效应还受到其他三个参数:刺激频率、个数和刺激串间间隔的影响。而多巴胺转运体的抑制剂:可卡因和诺米芬新,可以进一步增加“m”效应。因此,我们认为“m”效应反映了中枢系统中递质分泌效率,可能在神经网络的信息传递中起到重要的作用。然后,我们建立了在体定量测量颈动脉体中单胺类物质释放的实验系统,以研究缺氧诱导的窦神经兴奋性与多巴胺释放的关系,并且结合免疫组织化学、FM成像来研究多巴胺在缺氧诱导的呼吸反射中的作用。意想不到的是,我们发现颈动脉体在机体缺氧情况下儿茶酚胺(catecholamine,CA)含量下降。而以往在离体颈动脉体组织和单细胞的实验结果认为缺氧诱导颈动脉体中CA含量增加。当我们剪断其感觉传入神经——窦神经后,CA含量在同样的缺氧条件下也增加了。这就暗示以往离体实验切断了颈动脉体的神经联系,可能造成了和我们目前在体实验的不同结果。因此,我们进一步研究了在体条件下多巴胺对窦神经兴奋性的作用,发现多巴胺可以抑制缺氧诱导的窦神经兴奋性增加,而多巴胺受体的抑制剂则可以兴奋窦神经,部分模拟缺氧的信号。因此,我们认为颈动脉体中的多巴胺在PaO2正常的情况下对窦神经起抑制作用,缺氧时,多巴胺含量下降,使得这种抑制被减弱,从而使得窦神经兴奋,触发机体的呼吸反射。综上所述,多巴胺与神经活性的协同作用对于大脑的功能有重要作用,而且在体实验系统对于正确认识递质在生理状态下的功能十分有意义。