科學家在老鼠身上發現與成癮相關的迴路

當大腦連線被開啟或抑制時,老鼠表現出強迫行為的變化

KTSDESIGN Getty Images

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對於許多與成癮作鬥爭的人來說,看到吸毒用具——甚至與過去使用相關的場所——都可能點燃渴望,使復發更有可能。將環境線索與愉悅的體驗聯絡起來是一種基本的學習形式,但一些研究人員認為,這種關聯可能會“劫持”行為,導致成癮和飲食失調等問題。

密歇根大學神經科學家雪莉·弗拉格爾領導的研究人員發現了一個可能控制這種劫持的大腦回路;表現出某種強迫行為的老鼠表現出與不表現出這種行為的老鼠不同的腦連線和活動,並且對該回路的操縱改變了它們的行為。這些發現可能有助於研究人員瞭解為什麼有些人更容易患衝動控制障礙。“從技術上講,這是一項非常出色的研究,”未參與這項工作的劍橋大學神經科學家傑夫·達利說。

在去年九月發表於eLife雜誌上的這項研究中,研究人員在透過滑槽輸送美味食物之前不久,向老鼠展示了一個惰性槓桿,然後根據它們的反應將它們分成幾組。所有老鼠都學會了將槓桿與食物聯絡起來,但有些老鼠——被稱為“目標追蹤者”——在看到槓桿後開始直接接近食物滑槽,而天生的“訊號追蹤者”則不停地回到槓桿本身。


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該團隊懷疑兩個大腦區域參與其中:驅動行為的丘腦室旁核 (PVT) 和參與獎勵學習的前額葉皮層。研究人員使用一種稱為化學遺傳學的技術來改變連線這些區域的迴路中的神經元,這使他們可以使用藥物來開啟或抑制來自前額葉皮層的訊號。啟用該回路減少了訊號追蹤者接近槓桿的傾向,但對目標追蹤者沒有影響。停用該回路將目標追蹤者吸引到槓桿(訊號追蹤行為),而對原有的訊號追蹤者沒有影響。該團隊還在新出現的訊號追蹤者大腦中發現了增加的多巴胺,一種參與獎勵處理的化學信使。

前額葉皮層似乎發揮著自上而下的控制作用,而 PVT 則處理由線索觸發的動機訊號。“個體似乎在自上而下的皮層控制與自下而上的皮層下過程(更情緒化)之間的平衡方面存在差異,”弗拉格爾說。“那些對環境中的線索高度敏感的人可能患有自上而下控制的缺陷。” 她建議認知訓練療法可能對抗人類的這種缺陷。

該回路本身也可能代表一個新的治療靶點,但達利指出,確切的人體解剖結構尚不清楚——而且成癮比單一機制更復雜。

接下來,研究人員將嘗試在人身上檢查這些特徵。“一旦我們在人類身上建立了訊號追蹤者和目標追蹤者正規化,我們就可以測試這些特徵是否可以預測精神病理學,”弗拉格爾說。“我們希望這將有助於識別更容易患上某些精神疾病或復發等方面的人。”

西蒙·梅金是一位居住在英國的自由科學記者。他的作品曾發表在新科學家經濟學人大眾科學自然等雜誌上。他報道生命科學,專攻神經科學、心理學和精神健康。在 X(前身為 Twitter)上關注梅金 @SimonMakin

更多作者:西蒙·梅金
大眾科學雜誌 第 322 卷 第 1 期本文最初以“渴望迴路”為標題發表於大眾科學雜誌 第 322 卷 第 1 期(),第 16 頁
doi:10.1038/scientificamerican0120-16b
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