近期，现代教学技术教育部重点实验室青年教师吴美霖与心理学院孙宗鹏副研究员等充分发挥实验室开放平台的支撑作用，在调控脑内大麻素受体影响强化学习的神经机制方面获得新发现。

相关研究论文“Acute cannabinoids impair association learning via selectively enhancing synaptic transmission in striatonigral neurons”在线发表在生物学Top期刊BMC biology。吴美霖博士后为该论文的第一作者，孙宗鹏副研究员与教育学部任维教授为该论文的共同通讯作者。（论文链接：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-022-01307-1）

人和高等动物行为适应性发展的基本塑造途径是行为强化。利用强化学习促进儿童青少年发展在教育教学活动广泛应用，其理论亦受到教育科学长期重视。深入研究强化学习的脑机制，有利于深化对强化学习过程中脑内神经联结的发生机制的认识，对进一步完善教育教学方法具有重要意义。人类通过服用大麻类制剂激活脑内的大麻素受体，从而缓解焦虑、抑郁等精神痛苦的历史悠久。近年来，神经科学研究发现，激活脑内大麻素受体对创伤后应激综合症、睡眠障碍等具有显著疗效，但同时也会产生影响学习记忆的副作用。大脑内部的纹状体是实现强化学习的关键枢纽，研究表明纹状体神经元细胞膜上有表达大量的大麻素受体。

吴美霖、孙宗鹏等利用小鼠强化学习模型结合膜片钳、钙成像等技术，发现激活纹状体内大麻素受体，可以扰乱纹状体内部的神经传递，导致神经回路可塑性联结建立的缺陷，损害强化学习建立；利用化学遗传学等技术正反调控纹状体内部特定神经元的活动，可以证明这些神经传递活动的变化与强化学习效率的因果联系。这一新颖的发现，凸显了大脑纹状体内部的大麻素系统在介导强化学习的神经联结建立中的重要作用。与以往有关抑制纹状体直接通路神经传递损害强化学习的推测不同，这一研究的创新之处还表现在发现激活大麻素受体增强纹状体直接通路的神经传递可以损害强化学习。这些结果对深入认识强化学习的脑内调控机制，探索促进强化学习的有效途径具有重要意义。

强化学习行为装置示意图。B大麻素急性腹腔给药导致剂量依赖性的小鼠强化学习总反应时增加。C-E大麻素腹腔给药导致小鼠强化学习联结建立困难。F大麻素给药导致基础活动水平下背侧纹状体直接通路神经元突触传递效率异常增强。G-J化学遗传手段抑制纹状体神经元活动有效改善强化学习表现。