研究揭示:大腦如何平衡快樂與痛苦

當我們的大腦掌握有關世界的資訊並使用它來指導我們的行動時,兩個關鍵原則指導著我們的選擇:尋求樂趣和避免痛苦。冷泉港實驗室(CSHL)的研究人員對老鼠大腦中的資訊處理中心進行了研究,以發現那裡的神經元如何分擔勞動來應對這些相反的行為動機。

他們的工作發表在2019年12月31日的《

神經元

》雜誌上,揭示了不同類別的神經元控制著積極和消極的動機,沿著共同的動機處理大腦回路傳送相反的訊號。領導這項研究的CSHL教授說,歸根結底,這兩類細胞之間的活動平衡可能決定一個人是採取行為來尋求愉悅的體驗還是避免消極的體驗。

李想了解大腦的動機處理電路,因為他們控制的行為在患有精神疾病的人中經常被打亂。例如,患有抑鬱症的人可能會停止做曾經讓他們感到高興的事情,而患有焦慮症的人可能會竭盡全力避免潛在的威脅。

識別和響應潛在獎勵或懲罰的能力部分取決於稱為腹側蒼白球的大腦部分。研究人員觀察到,當動物尋求獎勵(例如喝水)或避免懲罰(例如惱人的空氣)時,該大腦區域就會活動。李想了解的是,存在於大腦這一部分的不同型別的神經元如何確保動物對與兩種動機相關的訊號做出適當的反應。

研究揭示:大腦如何平衡快樂與痛苦

為了進行調查,他的團隊利用了研究工具,使他們能夠監視單個腦細胞的活動並透過閃光燈確認這些細胞的身份。在訓練小鼠使某些聲音與一小口水或一陣空氣相關聯之後,Li和他的同事們使用了該技術來監測腹側蒼白球的神經活動。他們發現,使用神經遞質GABA抑制迴路中影響動機的活動的神經元在激勵小鼠尋求水獎勵方面很重要。另一方面,使用稱為穀氨酸的神經遞質刺激神經迴路的神經元對於避免吹氣懲罰至關重要。

在更復雜的情況下,向動物展示了懲罰和獎勵的潛力,兩組神經元都做出了反應。小鼠對組合刺激做出了不同的選擇:例如,口渴的動物比剛喝飽了的動物更願意冒著喘口氣來喝一口水。但是,如果研究小組透過操縱一類神經元或另一類神經元人為地改變了腹側蒼白球的活動平衡,那麼他們就可以改變動物的行為。

Li說,抑制或激發腹側蒼白球神經元訊號之間的平衡對於控制動物的動機至關重要。現在,他急於尋找它是否在精神疾病患者中被破壞。他說:“抑鬱症或壓力引起的焦慮症患者的行為改變可能是由這種迴路的改變引起的。” 有了新的發現,他的團隊就如何更深入地調查這些疾病的原因和症狀提供了重要的線索。