快乐与痛苦,大脑如何平衡?

 

  当我们的大脑在接收关于外部世界的信息并利用它来指导自己的行为时,有两个系统——奖赏和惩罚在指导着我们的行为动机,即寻求快乐和避免痛苦。这两个系统的核心是由腹侧纹状体环路内的伏隔核(NAc)和腹侧苍白球(VP)组成。

图片来源:CSHL

 

  近日,发表在《Neuron》上的一项研究中,来自美国冷泉港实验室(CSHL)的研究人员在小鼠研究中发现腹侧苍白球区域在平衡着刺激或抑制神经元的信号,从而影响动物寻求快乐或避免痛苦的动机。失衡则会扭曲积极和消极的动机,并可能解释与抑郁或焦虑等精神障碍相关的行为。这一研究结果也为深入调查精神疾病的原因和症状提供了重要线索。
  该研究表明,不同类型的神经元控制着积极和消极动机,它们沿着共同的动机处理大脑回路发送相反的信号。
  研究通讯作者、CSHL首席研究员Bo Li教授说:“归根结底,这两组细胞之间的活动平衡可能会决定一个人是积极地去寻求愉悦的体验还是去经历消极的行为。”

                                                                                                           Bo Li
  Li一直想要了解大脑的动机处理回路,因为它们控制的行为在精神疾病患者中经常受到干扰。例如,患有抑郁症的人可能会停止做曾经给他们带来快乐的事情,而患有焦虑症的人通常会竭尽全力地避免潜在的威胁。识别和应对潜在奖惩的能力部分取决于腹侧苍白球。
  研究人员观察到,当动物在寻求奖励(如喝水)或逃避惩罚(如喷气)时,大脑的这一区域会活跃起来。Li想要查明,位于大脑这一部分的不同类型神经元如何确保动物对与这两种动机相关的信号做出适当的反应。
  为了进行研究,Li的团队利用研究工具,使他们能够监测单个脑细胞的活动,并通过闪光灯确认这些细胞的身份。在训练小鼠将特定的声音与水或空气联系起来后,研究人员使用该技术来监测腹部苍白球的神经活动。他们发现,神经元使用神经递质GABA来抑制影响动机回路中的活动,这对激发小鼠寻找奖励(水)非常重要。另一方面,使用谷氨酸这种神经递质来刺激大脑回路的神经元,对于避免受到气雾的惩罚至关重要。

                                                                                                                        图片来源:CSHL
  在更为复杂的情况下,如当动物同时面对惩罚和奖励时,两组神经元都会做出反应。在实验中,小鼠对复合刺激做出了不同的选择。例如,口渴的比刚喝饱水的动物更愿意冒着被气吹的风险去喝水。但是,如果研究团队通过操纵一类或另一类神经元以人为地改变腹侧苍白球的活动平衡,那么他们就可以改变动物的行为。
  Li说:“抑制或刺激腹侧苍白球神经元信号之间的平衡似乎对控制动物的动机至关重要。”
  现在,他急切地想知道这些是否在精神疾病患者中被破坏。他说:“抑郁症或压力性焦虑患者的行为变化可能是由这一回路的变化引起的。有了这些新发现,我们在如何更深入地调查这些疾病的原因和症状方面有了重要的线索。”

文章转自中国生物技术网