Οι νευροτροποποιητές ντοπαμίνη (DA) και σεροτονίνη (5-υδροξυτρυπταμίνη, 5HT) ρυθμίζουν δυναμικά τη συνειρμική μάθηση1–8. Οι ομοιότητες στη δραστηριότητα και τη συνδεσιμότητα αυτών των νευροτροποποιητικών συστημάτων έχουν εμπνεύσει ανταγωνιστικά μοντέλα για το πώς αλληλεπιδρούν το DA και το 5HT για να οδηγήσουν τον σχηματισμό νέων συσχετισμών9–14. Ωστόσο, αυτές οι υποθέσεις δεν έχουν ελεγχθεί άμεσα επειδή δεν ήταν δυνατό να διερευνηθούν και να χειριστούν πολλαπλά νευροτροποποιητικά συστήματα σε ένα μόνο άτομο. Εδώ, καθιερώνουμε ένα μοντέλο ποντικιού που επιτρέπει την ταυτόχρονη γενετική πρόσβαση στους νευρώνες DA και 5HT του εγκεφάλου. Η ανίχνευση προχωρημένης κλίμακας αποκάλυψε ότι ο επικλινής πυρήνας (NAc) είναι ένα υποτιθέμενο hotspot για την ενσωμάτωση συγκλίνονων σημάτων DA και 5HT. Η ταυτόχρονη καταγραφή της δραστηριότητας του άξονα DA και 5HT, μαζί με τις γενετικά κωδικοποιημένες εγγραφές αισθητήρων DA και 5HT, αποκάλυψε ότι οι ανταμοιβές αυξάνουν τη σηματοδότηση DA και μειώνουν τη σηματοδότηση 5HT στο NAc. Η οπτογενετική απόσβεση των αποκρίσεων ανταμοιβής DA ή 5HT μεμονωμένα παρήγαγε μέτρια συμπεριφορικά ελλείμματα σε μια εργασία ορεκτικής προετοιμασίας, ενώ αμβλύνοντας και τα δύο σήματα μαζί διέκοψε βαθιά τη μάθηση και την ενίσχυση. Η οπτογενετική αναπαραγωγή των αποκρίσεων ανταμοιβής DA και 5HT μαζί ήταν αρκετή για να οδηγήσει την απόκτηση νέων συσχετισμών και υποστήριξε την ενίσχυση πιο ισχυρά από κάθε χειραγώγηση μόνο. Μαζί, αυτά τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι τα ραβδωτά σήματα DA και 5HT διαμορφώνουν τη μάθηση ασκώντας τον έλεγχο της ενίσχυσης από τον αντίπαλο.
