小脑位于大脑底部，拳头大小，结构密集。在很长一段时间里，小脑从未得到神经学家的重视。

大约两个世纪以来，科学界一直认为有一半神经元的小脑(拉丁语中“小脑”的意思是“小大脑”)仅仅是用来控制运动的。然而，最近几十年，随着研究人员揭示小脑在认知、情绪处理以及社会行为方面所起的具体作用，研究风向开始转变。

法国生理学家皮埃尔·弗卢朗(Marie Jean Pierre Flourens, 1794-1867)的研究说明人们对小脑的兴趣由来已久。弗洛伦斯取出了鸽子的小脑后，发现鸽子即使还能活动，但却不能保持平衡。基于这些观察，他得出结论，认为小脑负责协调运动。阿尔伯特·爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)的神经学家Kamran khodakha表示:“这一发现确立了小脑参与运动协调的教条。”他补充道:“多年来，我们忽略了暗示小脑参与其他活动的迹象。”

二十年前，出现了证明小脑还具有其他更广泛的功能最强有力的证据之一。当时，麻省综合医院神经病学家Jeremy Schmahmann 发现小脑受到损伤后，人会出现诸如抽象推理能力损伤和情绪调节方面的行为变化，他将其称为小脑认知情感综合症。自此之后，人们对小脑的研究范围扩大了。人类的神经影像学研究表明，小脑参与了认知处理和情绪控制。对动物的研究表明，在其他方面，小脑对社交能力和认知能力的正常发展非常重要。研究人员还发现，小脑功能的改变与成瘾、自闭症和精神分裂症有关。

尽管许多研究结果表明小脑在与奖励相关的行为和社会行为中都发挥重要作用，但缺乏一个明确的神经机制来解释这种联系。最近发表在《科学》杂志上的一项新研究表明，一条将小脑直接连接到中脑腹侧被盖区(VTA)的通路可以控制这两个过程。中脑腹侧被盖区是大脑主要的快乐中枢之一。匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的认知神经学家朱莉·菲兹(Julie Fiez)没有参与这项研究，但她也表示：“这项工作有助于构建连接小脑与社会和奖励过程的回路。在我看来，这很激动人心。”

这一研究的作者之一khodakha之前一直把工作重点放在小脑在运动协调中的作用上，直到他在审查拨款时偶然发现了有关小脑结构的非运动功能的文献。他对小脑与自闭症和成瘾等病症的联系很感兴趣，于是开始研究小脑是否可能与VTA有直接关联(此前认为VTA与这些疾病相关)。

他在实验室的早期研究表明，小脑和大脑的其他部分之间可能存在意想不到的联系。具体地说，在检查小鼠处于肌张力障碍(一种导致肌肉收缩失控的运动障碍)的大脑回路时，霍达卡的研究小组发现，小脑直接与基底神经节(参与运动、动机和奖励功能)相连，从而控制复杂的运动。之前人们认为，为了协调这些行为，这两个区域通过负责计划和决策等高阶任务的皮层进行交流。霍达卡说：“这真的促使我们开始研究小脑对大脑其他结构的直接操纵。”

为了研究小脑和VTA之间的联系，霍达卡的研究小组首先给小鼠的小脑细胞注射疱疹病毒，疱疹病毒在小脑细胞携带荧光标记穿过突触(脑细胞之间的微小间隙)时起着移动守卫的作用。实验结果显示VTA中的几个神经元被发光的标记物点亮，由此表明这个大脑区域的细胞确实直接与小脑联系。然后，利用光遗传学(一种可以使科学家用闪光打开或关闭神经通路中特定细胞的方法)，研究人员证明，刺激小脑神经元可以激活VTA中的细胞。

接下来，研究小组测试了这个回路是否对奖励相关的行为和社交行为都有影响。他们发现，当小鼠探索正方形封闭区域的四分之一时，用光遗传学刺激小脑-VTA这一通路，导致小鼠对该区域产生强烈的偏好。通过激活这一通路，科学家们还能使啮齿动物(它们是夜行动物)适应探索明亮的空间，尽管它们天生喜欢在黑暗的地方活动。霍达卡说：“这些发现表明，这种通路可能与成瘾行为有关。”他指出，后一项实验已被广泛用于研究动物的药物成瘾，他的研究小组计划进行进一步研究。以后实验可能会向啮齿动物提供可卡因，以观察如果抑制小脑和VTA之间的通路，是否可以控制成瘾行为。

当研究人员使用三个相互连接的隔间进行类似的小鼠实验时，他们发现一个有趣的现象。被放在一个隔间里(“社交室”)的老鼠遇到熟悉动物的话，相比于旁边的空隔间(“客体室”)，小鼠通常在社交室中待的时间更长。但在使用光遗传学使小鼠的小脑-VTA通路失活后，这种偏好便消失了。这与科学家对患有自闭症的动物进行相同测试时观察到的行为一致。

有趣的是，研究小组发现，刺激这个回路并不会增加啮齿类动物与陌生动物之间的互动。根据作者的观点，这一现象表明，这一通路并不一定会增加亲社会行为，而是会使啮齿动物与无生命的物体之间的关系像有互动时一样对它们有益。意大利帕维亚大学(University of Pavia)神经生理学家Egidio D’angelo虽然没有参与这项研究，但是发表评论称：“这项研究是证明小脑确实参与控制高级非运动功能的最明确、最有趣的证据之一。但这项工作是在老鼠身上完成的。现在我们必须看看这种情况是否会发生在人类身上。”

Schmahmann也没有参与这项研究，他指出这些发现证实了几十年前科学家首次提出的通路的存在。“我很高兴看到这项研究，”他补充道。“它为我们正在进行的理解小脑对认知和情感的贡献的尝试提供了另一个非常重要的基石。”

khodakha说，进一步探索小脑-VTA回路可能在将来帮助科学家治疗各种疾病。这条回路可能是用经颅磁刺激或脑深部电刺激(DBS)等技术在成瘾或自闭症患者身上操作的。但是在人体实施这些干预措施之前，还需要进行更多的研究——目前，khodakha的团队计划在老鼠身上试验其中的一些方法。

khodakha说：“对于小脑研究来说，这是一个非常激动人心的时刻，我认为在接下来的几年里，我们会看到小脑在认知和情感处理等非运动功能中扮演着越来越重要的角色。”