科学家报告了多巴胺和血清素在人类感知和决策中的作用

维克森林医学院的科学家们已经记录了人类大脑中多巴胺和血清素水平的实时变化，这些变化与感知和决策有关。这些神经化学物质对运动障碍和精神疾病也至关重要，包括药物滥用和抑郁症。

他们的研究结果发表在10月12日的杂志上神经元．

“这项研究为我们提供了一个独特的窗口人类的大脑这是迄今为止无法达到的，”首席研究员Kenneth T. Kishida博士说，他是维克森林浸信会健康中心维克森林医学院生理学、药理学和神经外科的助理教授。“我们对这些神经化学物质的机械认识几乎都来自临床前动物模型的研究，而不是来自人类的直接证据。”

更清楚地了解这些大脑化学物质是如何在人体内发挥作用的，可能会改善帕金森病等疾病的药物或治疗方法，物质使用障碍岸田文雄说。

在这项观察性研究中，神经递质多巴胺使用快速扫描循环伏安法跟踪5名患者的血清素，这是一种用于测量多巴胺和血清素的电化学技术，适用于患者。多巴胺和血清素是大脑使用的化学信使神经系统调节体内无数的功能和过程。

研究参与者——两名帕金森氏症患者和三名原发性震颤患者——是维克森林浸信会的患者，他们计划接受深部脑刺激植入物来治疗他们的病情。Kishida的团队与神经外科医生Stephen B. Tatter医学博士和Adrian W. Laxton医学博士密切合作，能够利用标准的外科测绘过程，将碳纤维微电极插入大脑深处，以检测和记录神经元释放的血清素和多巴胺。特发性震颤患者对这项研究很重要，因为与帕金森病不同，帕金森病是由产生多巴胺的神经元缺失引起的，特发性震颤不认为是由多巴胺或血清素功能的变化引起的。

当患者在手术室中清醒时，他们执行类似于玩简单电脑游戏的决策任务。在他们执行任务时，研究人员测量了大脑纹状体中多巴胺和血清素的含量，纹状体是大脑中控制认知、奖励和协调动作的部分。

岸田文雄将这款游戏描述为电脑屏幕上的一系列圆点，这些圆点通过屏幕中央的一个“交叉”参考点移动。患者必须判断这些点的移动方向。有时这些点会朝着同一个方向移动，而有时这些点的移动会更加混乱，这使得决策更加困难。

然后，这些点消失了，病人必须选择这些点相对于一个固定点的方向移动——顺时针还是逆时针。这实验设计，由岸田文雄的合作者、伦敦大学学院的丹·邦(Dan Bang)和斯蒂芬·m·弗莱明(Stephen M. Fleming)共同创作，让团队梳理出了人类大脑如何决定感知的不同方面。

每个病人重复这个序列200到300次，改变点的移动方式，从而改变病人决定他们看到什么的难度。偶尔，患者必须表明他们对自己的选择有多大信心。

该测试旨在追踪患者感知圆点运动的能力，以及患者正确识别运动方向的信心，以此来确定多巴胺和血清素的实际表现。岸田文雄说，试验是随机进行的，这样从一个试验到下一个试验的可预测性就会降到最低。

研究结果表明，患者对这些点的方向越不确定，脑电图就越高血清素水平成为了。当他们的确定性增加时，血清素水平下降。

研究还表明，在做出选择之前，多巴胺会因为预期的选择而上升，血清素水平会下降，当两者都达到一定水平时，人们就会做出选择。岸田文雄说，这就好像多巴胺就像油门踏板，血清素就像刹车，只有当两个系统都启动时，选择的行为(按下按钮)才被允许。

“这项研究揭示了这些神经化学物质在学习中的作用，大脑以及我们如何感知环境，”岸田文雄说。“我们现在对大脑如何构建我们的感知，如何利用这些感知来做出决定，以及如何解释我们所做选择的后果有了更详细的了解。多巴胺和血清素似乎在所有这些过程中都至关重要。

“重要的是，这样的研究将帮助我们和其他科学家更好地了解药物或药物是如何作用的5 -羟色胺再摄取抑制剂会影响认知、决策，并影响抑郁症等精神疾病。”

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