幾十年來，科學家一直認為神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺是一把雙刃劍，它在大腦中釋放，作用于我們的獎賞系統(tǒng)，訓練我們尋求愉悅的體驗，但同時，它也是一種會導致成癮的“藥物”。
根據(jù)加州大學伯克利分校的一項新研究，他們認為以上只是多巴胺的一個方面，另一方面，多巴胺也可以在人類不愉快的經(jīng)歷時分泌。比如在觸摸熱茶壺的時候多巴胺被釋放，可能就是為了訓練大腦以避免類似情況的發(fā)生。
來源：brainnews
加州大學伯克利分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，大腦神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺具有陰陽特性，可以調(diào)節(jié)快感和疼痛。（圖片來源：ChristineLiu）
多巴胺的'陰陽性質(zhì)'可能對治療成癮和其他精神障礙有影響。例如，在精神分裂癥等疾病中，大腦不同區(qū)域的多巴胺水平會變得異常，可能是因為大腦中的獎勵和回避環(huán)路之間的不平衡所致。另外，成癮也可能是由于對愉悅和痛苦的反應不平衡所致。
Stephan Lammel是加州大學伯克利分校分子細胞生物學助理教授，是這篇 Neuron的高級作者。他說：“有些人為了尋找下一個獎勵，他們冒很大的風險去接受下一次濫用藥物的攻擊。例如，盡管已經(jīng)有研究證實共享吸毒用具與死亡率以及相關疾病的發(fā)病率存在聯(lián)系，但是依然有很多人在冒險。我們目前還不知道成癮個體的某些高風險行為的神經(jīng)生物學基礎。了解藥物如何改變厭惡所涉及的神經(jīng)環(huán)路，可能有助于揭示面對消極后果依然持續(xù)尋求毒品行為的本質(zhì)?！?nbsp;
雖然一些神經(jīng)科學家長期以來推測多巴胺在厭惡事件信號傳導中的潛在作用，但其雙重作用直到最近仍然未被揭曉，因為大腦中響應獎勵而釋放多巴胺的神經(jīng)元嵌入在不同于釋放厭惡刺激反應的多巴胺神經(jīng)元的子環(huán)路中。
該研究的第一作者Johannes de Jong使用在體光纖記錄技術，通過在兩個腦區(qū)植入光纖插管，同時記錄兩個多巴胺亞環(huán)路，這兩個大腦區(qū)域間隔僅幾毫米。
Lammel說，“我們的工作首次描述了學習獎勵和厭惡結果的精確大腦環(huán)路。在我們的大腦中存在獨立的神經(jīng)元分別與喜歡和厭惡行為相關聯(lián)。這可以解釋為什么我們在爭取更大獎勵的同時，會最大限度地減少威脅和危險。這種學習“靠近--逃避”的平衡行為有助于在不斷的競爭環(huán)境中變化?！?nbsp;
越來越多的人了解多巴胺的新作用，并且認識到神經(jīng)遞質(zhì)在大腦的不同區(qū)域具有不同的作用，例如它在隨意運動中所具有的功能，在帕金森病中受到影響。結果還解釋了早期相互矛盾的實驗，其中一些實驗表明多巴胺對厭惡刺激的反應增加，而其他實驗沒有。 Lammel認為，“我們已經(jīng)不再認為多巴胺神經(jīng)元作為大腦中的同源細胞群體，只調(diào)節(jié)獎賞和快樂，其實，它更精確的作用取決于它在大腦中釋放的位置?！?/span>
對腹側被蓋區(qū)（中心）的中腦多巴胺產(chǎn)生區(qū)的研究主要集中在多巴胺在獎賞方面的作用。然而，一些證據(jù)表明，多巴胺在學習厭惡事件中也起著重要作用，盡管多巴胺信號獎賞或厭惡的神經(jīng)環(huán)路的確切性質(zhì)尚未完全了解。在加州大學伯克利分校的一項新研究中，研究人員記錄了中腦多巴胺神經(jīng)元的軸突，這些神經(jīng)元投射到伏隔核的兩個區(qū)域（上圖）并發(fā)現(xiàn)中腦中有兩個神經(jīng)元群體：眾所周知的響應積極事件的動機刺激環(huán)路（黃色），以及響應厭惡事件的刺激環(huán)路（藍色）。他們還發(fā)現(xiàn)來自下丘腦外側（底部）的神經(jīng)元對于引發(fā)厭惡感應神經(jīng)元的疼痛刺激作出反應至關重要。 （圖片來源：加州大學伯克利分校）
獎勵預測錯誤
我們關于多巴胺的大部分知識都是從嚙齒動物和猴子的研究中推斷出來的，研究人員從大腦特定區(qū)域的細胞中記錄出只含有獎勵反應的多巴胺神經(jīng)元。Lammel認為，有可能因為采樣偏差，錯過了對厭惡刺激作出反應的多巴胺神經(jīng)元。
根據(jù)大家認同的“獎勵預測誤差假設”理論，當一個行為獲得的獎勵高于我們預期時，多巴胺神經(jīng)元被激活，并產(chǎn)生多巴胺；當獎勵符合我們的預期時，它們?nèi)员３只€活動；當我們獲得的獎勵低于預期時，多巴胺分泌會減弱。多巴胺改變神經(jīng)環(huán)路并且訓練我們的大腦，結果無論好壞，都是為了追求愉悅和避免不愉快。
Lammel說，“基于獎勵預測誤差假設，以往的研究強調(diào)了多巴胺參與獎賞、愉悅、成癮和獎勵相關的學習，而沒有考慮多巴胺在厭惡過程中的參與?！?nbsp;
為了解析不同的多巴胺亞環(huán)路，de Jong和Lammel與斯坦福大學的Karl Deisseroth實驗室合作，Karl的實驗室?guī)啄昵伴_發(fā)了在體光纖記錄的技術。
在體光纖記錄技術是將細而柔韌的光纖插入大腦并記錄由神經(jīng)元及其釋放多巴胺的軸突發(fā)出的熒光信號，這些熒光信號是通過特異性標記這些神經(jīng)元的病毒帶入的。
在以前的猴子實驗中，Lammel認為，科學家們記錄多巴胺細胞，而不知道細胞軸突到達大腦的哪個位置，這可能是離細胞體毫米級別的區(qū)域。利用小鼠，de Jong同時記錄了伏核的外側區(qū)域和中間區(qū)域的多巴胺軸突，這被認為是大腦獎勵環(huán)路的組成部分。他們由此捕獲了將軸突伸進的伏核的中腦多巴胺區(qū)域細胞的活動，特別是腹側被蓋區(qū)域。
令他們驚訝的是，通過對小鼠足底的輕微電擊，內(nèi)側區(qū)域的軸突釋放多巴胺以響應厭惡刺激，而外側區(qū)域的軸突僅在喜悅的刺激后釋放多巴胺。 Lammel 說，“我們有兩種不同的多巴胺細胞亞型，一種亞型介導喜悅，一種亞型介導厭惡，它們在解剖學上是分開的?！?nbsp;
他希望這些結果可以在猴子和人類中得到證實，基于此開發(fā)出用于了解、治療成癮以及發(fā)現(xiàn)其他腦部疾病的新方法。”
參考文獻：
Johannes W.de Jong et al, A Neural Circuit Mechanism for Encoding Aversive Stimuli in theMesolimbic Dopamine System, Neuron (2018). DOI: 10.1016/j.neuron.2018.11.005
英文報道鏈接：https://medicalxpress.com/news/2018-12-dopamine-yin-yang-personality-upper-downer.html
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