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多巴胺和5 -羟色胺

图片由弗吉尼亚理工大学提供

来自弗吉尼亚理工大学、维克森林大学和伦敦大学学院的研究人员采用了一种新的方法,测量了同时在有意识的大脑中工作的多巴胺和血清素。

发表在神经元在美国,这项研究为同时测量两种神经递质的能力提供了概念验证。

研究还表明,多巴胺和血清素的作用方式可能比我们想象的更深,它们在瞬间波动,影响着我们对世界的感知和决策。

传统上,神经递质主要被认为是学习信号——多巴胺在好事发生时上升(老鼠得到了奶酪),而血清素在坏事发生时上升(老鼠被奶酪电击)或说“嘿,等等”(好吧,看起来现在停电了)。

“(血清素)在不确定的情况下会波动,”弗吉尼亚理工大学的计算神经学家里德·蒙塔古说。本质上说,当我们面临不确定的情况时,血清素就会在大脑中生成,起着刹车的作用。

就在采取行动之前,大脑中与运动有关的部分——硬核——的血清素水平下降,多巴胺上升。

“一旦(多巴胺和血清素水平)达到某个阈值,就会出现这种情况,然后就会采取行动,”维克森林医学院生理学、药理学和神经外科助理教授岸田健(Ken Kishida)说。

岸田文雄认为,这项研究表明,多巴胺和血清素在决定我们面对某件事时的不确定程度,并据此采取行动方面发挥了关键作用。

探索大脑

这项研究是蒙塔古研究的一个延续,他的工作是测量在我们的大脑中起作用的化合物——这对我们来说是重要的数据计算精神病学

弗吉尼亚理工大学的人类神经影像实验室是计算精神病学的中心,这是一个应用客观测量、生物标记和计算机科学技术(包括人工智能巩固精神病学的科学。

通过对思想和感受进行数字和度量,我们的目标是使心理健康障碍作为生理疾病客观地可诊断并可治疗。

为了测量神经递质,研究小组使用了一种叫做“快速扫描循环伏安法”的技术。基本上,大脑的化学物质在特定的电压下会有一个峰值反应,这会在电压表上产生一个标志性的峰值,就像硅谷上市一样。通过快速振荡电压和用一个特殊的探头测量发生了什么,他们可以记录特定的神经递质释放的时间和地点。

多巴胺和血清素的作用可能比我们想象的更深,它们影响着我们如何感知世界和做出决定。

该探针被植入维克森林医院的5名患者的大脑中,他们接受脑深部刺激,以治疗帕金森病或原发性震颤。该探针与维克森林医院的外科医生并肩工作,探针被插入外科医生用来放置刺激器的引导通道中,当患者(一直处于清醒状态)执行一项任务时,探针在那里测量多巴胺和血清素的水平。

给病人看一团移动的点,一秒钟后就消失了;然后他们被要求说出圆点移动的方向,并定期询问他们对这个决定的信心有多大。他们从未被告知自己是对还是错。

伦敦大学学院(University College London)维康人类神经成像中心(Wellcome Center for Human Neuroimaging)的博士后丹·邦(Dan Bang)说:“我们的想法是,在某种程度上取消即时奖励和惩罚的影响。”

新的见解,新的疗法

多巴胺和血清素是重要的神经递质,也是常用的药物靶点。

考虑到多巴胺和5 -羟色胺在精神疾病中的重要性,理解神经递质是否/如何影响我们的感知以及我们如何做出决定,对于创建更好的心理健康疾病治疗和诊断模型非常重要。

这项研究是在一小群受试者中进行的,研究人员指出,这些受试者勇敢而慷慨,自愿将他们的大脑用于不会直接给他们带来好处的科学测试,但将开放获取。蒙塔古希望其他人能使用该团队的机器学习和探测模型继续扩展和改进这项工作。

“我认为,我认为蒙塔古说:“在美国,随着我们开始训练模型,这类工作将变得越来越好。”

接下来要做的是增加对去甲肾上腺素的测量,去甲肾上腺素是三大神经递质中的最后一种,并启动其他的测量站点来帮助巩固数据。

蒙塔古说:“我认为这些信号传递器对你所谓的思维方式和情绪非常重要。”

“我认为这将开始为思考这类问题开辟新的途径。能够测量这些东西将是一件大事。”

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起义
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用计算精神病学来研究大脑
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