多巴胺引发大脑以增强警惕

想象一群鹿在森林里吃草。突然，一根小树枝在附近啪的一声折断了，他们从草丛中抬起头来。食物的想法被遗忘了，动物们已经准备好对任何可能出现的威胁做出反应。

麻省理工学院的神经科学家现在发现了一个他们认为控制远离日常追求的关注的电路，以专注于潜在的威胁。他们也发现了多巴胺是这个过程的关键:它在大脑的前额叶皮层当感觉到危险时，刺激前额叶皮质将注意力转移到大脑对威胁做出反应的部分。

长期以来，人们一直认为前额叶皮层对注意力和更高的认知功能——规划、排序和决策——非常重要。就好像多巴胺是一个信号，它告诉路由器切换到发送信息的路径，以逃避相关的行为，”Kay Tye说，他是麻省理工学院大脑和认知科学副教授，也是麻省理工学院皮考尔学习和记忆研究所的成员。

泰伊说，当这个回路失衡时，它可能会触发焦虑和偏执的行为，这可能是精神分裂症、焦虑和抑郁的一些症状的基础。

泰伊是这项研究的资深作者，该研究发表在11月7日出版的《科学》杂志上自然。主要作者是前研究生Caitlin Vander Weele，博士后Cody Siciliano和研究科学家Gillian Matthews。

威胁的反应

前额叶皮层是有意识思维和其他复杂认知行为的所在地，它的一个主要作用是将信息传递到大脑的不同部位。

在本研究中，基于他们与之沟通的其他大脑区域，TYE确定了前额叶皮层中的两个神经元种群。一组神经元向核心宫颈发送信息，该核心归因于核心抵押力，并且其他组将信息继承给Periaguental灰色（PAG），这是脑干的一部分。PAG参与防冻或跑步等防御性行为。

当我们认为潜在的危险事件时，称为腹部三角形区域（VTA）的大脑区域将多巴胺送到前额叶皮质，并且TYE和她的同事希望确定多巴胺如何影响他们所识别的两个人群。为实现这一目标，他们设计了一种实验，其中培训大鼠以识别两个视觉提示，与糖水相关的一个，以及一种温度轻微的电击。然后，他们探讨了两个线索同时呈现的情况发生了什么。

他们发现，如果他们刺激多巴胺释放在给出提示的同时，老鼠更有可能僵住(它们对电击提示的正常反应)，而不是去接收电击的港口糖水。如果他们刺激多巴胺时，当给出一个提示时，大鼠的行为不受影响，表明多巴胺的作用是当动物接受冲突信息时提高逃生响应。

泰伊说:“与奖励相关的神经元大幅降低峰值，使你更难注意奖励。”

进一步的实验表明，多巴胺通过调节前额叶皮质的神经元中的信噪比来作用。“噪音”是对神经元的随机射击，而“信号”是进入的有意义的输入，例如感官信息。当连接到PAG的神经元接受多巴胺时作为威胁刺激，它们的信号上升并且噪声减小。研究人员不确定这种情况，但他们怀疑多巴胺可以激活其他神经元，有助于放大已经进入PAG连接的信号神经元，抑制…的活动神经元这个项目到了伏隔核。

适应生存

泰伊说，这种大脑回路可以帮助动物在受到威胁的情况下获得更好的生存机会。任何一种危险信号，比如折断的树枝惊吓了一群鹿，或者一个陌生人在人行道上粗鲁地撞到你，都会在前额皮质产生多巴胺的激增。这种多巴胺随后促进了警觉性的增强。

“你会在防守方面，”Tye说。“当你不需要时，可能有时候你运行，但更频繁地，这可能会让你注意潜在的威胁。”

TYE说，这种多巴胺控制的切换的失调可能有助于神经精神疾病如精神分裂症。在其他效果之外，多巴胺太多可能导致大脑非常高度称重负面输入。这可能导致偏执狂，经常在精神分裂症患者或焦虑中看到。

TYE现在希望更准确地确定多巴胺如何影响其他神经递质参与的调制信噪比。她还计划进一步探索这种调节在焦虑和恐惧中的作用。

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