本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
動物無法很好地應對壓力。我不是在談論急性應激源,比如捕食者衝過灌木叢向你撲來,你跑開,事情就結束了。我們確實能很好地處理那種壓力。但是嚴重的壓力,比如失業、離婚、家人去世,這些真的會讓我們精疲力盡。嚴重的生活壓力不僅會影響你的身體健康,而且通常發生在精神疾病,特別是重度抑鬱症發病之前。
抑鬱症有很多種形式(對活動缺乏興趣、睡眠變化、飲食變化、嚴重抑鬱情緒),但其中最令人衰弱的形式之一是它對動力的影響。雖然有些壓力源(比如,截止日期)以前可能是動力,促使你努力完成工作,但在抑鬱期間,這些壓力源變成了不可逾越的障礙。你以前能做的事情現在不可能完成了。你永遠無法趕上截止日期。你無法參加比賽。壓力不再能激勵你。是什麼改變了?
為了研究這一點,西雅圖華盛頓大學的Lemos等人研究了大腦中對壓力的反應訊號之一:促皮質激素釋放因子(CRF)。CRF是最終使皮質醇釋放到血液中的過程的第一步,皮質醇是我們通常與壓力聯絡起來的分子。
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你可以看到在鏈的頂端,CRF從下丘腦釋放出來。從那裡,鏈中的下一步是垂體前葉,然後促腎上腺皮質激素(ACTH)被釋放,並刺激腎上腺(位於腎臟上方的小脂肪墊中)釋放皮質醇。但在大腦中,情況比這複雜得多。CRF不僅僅從下丘腦釋放到垂體,它也釋放到其他區域。
Lamos等人特別想研究伏隔核(NAc)。這是大腦中我們通常與藥物成癮等事物聯絡起來的區域,但伏隔核與許多事物的動機特性有關,從可卡因到性再到……壓力?
沒錯,壓力在伏隔核中可能非常具有激勵作用。Lemos等人表明,這是由於CRF。CRF釋放確實投射到伏隔核,並且那裡有它的受體(CRF1和CRF2受體,這聽起來可能缺乏創意,但相信我,如果它們都被命名為像“激勵者”這樣的滑稽名字,你永遠不會記住它)。他們還表明,當你在伏隔核中新增CRF時,你會發現多巴胺的增加,多巴胺是一種與獎勵和動機相關的化學信使。
你在上面看到的訊號來自一種稱為伏安法的技術。在伏安法中,你使用一個非常小的碳纖維電極,用玻璃包裹,並插入大腦(或腦切片,如此處所示)。當你在大腦的其他地方或切片上施加電勢時,多巴胺會被釋放出來,碳纖維會允許它非常短暫地氧化。科學家可以檢測到該訊號,並生成你在上面看到的熱圖,其中深紫色是多巴胺訊號。使用它,你可以量化你擁有的多巴胺量。
你可以看到,增加腦切片中的CRF也會增加多巴胺。多巴胺通常被認為是判斷某事物是否具有激勵作用的一個很好的線索,多巴胺越多,激勵作用就越大(如果你認為這些訊號很大,你應該看看可卡因!)。但要真正 выяснить CRF 是否具有激勵作用,你需要執行一項行為任務。
你在這裡看到的是一項稱為條件性位置偏好的任務。你給動物(在本例中是一隻小鼠)在兩個隔間之間做出選擇。起初,它們幾乎是相同的。但是,你給小鼠注射鹽水,並將其放在一側。然後,你給它注射CRF,並將其放在另一側。重複幾天,使小鼠學會將一側與鹽水的“感覺”聯絡起來,另一側與CRF的“感覺”聯絡起來。然後,你將它放在兩個隔間之間,什麼也不放,看看它更喜歡哪一側。如果它“喜歡”CRF的感覺勝過鹽水的感覺,它將在CRF配對的隔間中花費更多時間。
你可以看到上面這就是發生的事情。當你給予單劑量CRF時,小鼠更喜歡CRF配對的隔間。在這些條件下,CRF和急性壓力是一種激勵因素。
但是慢性壓力之後呢?Lamos等人讓小鼠暴露於嚴重的壓力之下。這種壓力是一項為期兩天的游泳任務。第一天,他們遊了15分鐘,第二天,他們遊了四輪,每輪6分鐘,每輪之間間隔6分鐘。小鼠是非常好的游泳者,這並不危險,但仍然非常有壓力。作者然後再次觀察伏隔核中的多巴胺以及它們的條件性位置偏好是如何反應的。
他們發現的結果與急性壓力反應完全相反。當動物獲得急性CRF時,他們看到多巴胺訊號增加。但在慢性壓力之後,根本沒有變化。當他們觀察它們的行為反應時,他們發現了一種完全相反的反應。雖然動物對單次注射CRF表現出位置偏好,但在慢性壓力之後,CRF非常令人厭惡。作者能夠表明,嚴重的壓力可以改變小鼠(也可能是人類)對壓力的反應方式,使以前的激勵訊號變得非常令人厭惡。
這是如何發生的?嗯,這還不確定,儘管看起來與糖皮質激素受體(對皮質醇(壓力化學物質的最終產物)做出反應的受體)的反饋可能起作用。但令人驚訝的是,嚴重的壓力會如何改變我們未來對壓力的反應方式,以及它如何真正使未來的壓力成為一個更難處理的問題。
Lemos JC, Wanat MJ, Smith JS, Reyes BA, Hollon NG, Van Bockstaele EJ, Chavkin C, & Phillips PE (2012). 嚴重的壓力將CRF在伏隔核中的作用從食慾性轉變為厭惡性。《自然》,490 (7420), 402-6 PMID: 22992525