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揭示精神疾病症状回路!大脑纹状体中过量的多巴胺,会让小鼠出现幻觉

2021-04-08 09:07 前瞻网   

圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员近日发表了一项研究,有望为精神分裂症新疗法的发展提供一个有希望的切入点。

研究小组设计了一种电脑游戏,作为一种实验方法来研究幻觉是如何在大脑中产生的。他们在老鼠身上的实验结果表明,大脑纹状体中多巴胺的增加,会引发类似幻觉的听觉体验。这一发现,揭示了多巴胺依赖的神经回路在精神病症状中的潜在因果作用,并可能为治疗精神分裂症等精神障碍提供新的有针对性的方法。

揭示精神疾病症状回路!大脑纹状体中过量的多巴胺,会让小鼠出现幻觉

“我们认为,当神经回路失衡时,就会出现幻觉,而抗精神病药物能使其恢复平衡。我们的电脑游戏可能也有这种回路,所以类似幻觉的事件也反映了这种回路的不平衡。”华盛顿大学医学院的Adam Kepecs教授表示。

该研究报告发表在《科学》(Science)杂志上,题为《小鼠的纹状体多巴胺介导幻觉样知觉》(triatal dopamine mediates hallucination-like perception in mice)。

作者指出,精神分裂症等精神障碍代表着巨大的人类、社会和经济负担。然而,近几十年来,由于对潜在神经生物学的理解“停滞不前”,精神病的预后并没有得到很大的改善。

当一个人与现实失去联系时,就会出现精神病。在精神病发作期间,人们可能产生错觉——获得错误的信念——或自信地相信他们看到或听到的东西实际上并没有发生。这是视觉和听觉上的幻觉。虽然精神病发作可能是精神分裂症或双相情感障碍等严重精神疾病的迹象,但没有精神疾病的人也会出现幻觉等症状。

人们认为听觉和视觉上的幻觉可能是由大脑中过量的多巴胺引起的。而出现幻觉的人,可以使用抑制多巴胺的抗精神病药物进行治疗。

但多巴胺是如何改变脑回路,并在精神分裂症等疾病中产生幻觉的,目前还不清楚。而评估精神病的多巴胺假说也特别具有挑战性,因为幻觉体验往往依赖于自我报告。

Kepecs和第一作者Katharina Schmack(医学博士,冷泉港实验室的助理研究员)一起开发了一种行为模型来研究和量化小鼠的幻觉样知觉。

他们开发了一种可以用鼠标和人一起完成的电脑游戏。作者解释说:“幻觉是一种错误的感觉,与真实的感觉有着相同的主观确定性或信心。”“因此,我们在感知任务中将幻觉操作化为假警报(错误地报告有信号出现),并高度自信地体验。”

研究人员训练人类和老鼠完成一项任务,有效地诱导他们听到想象的声音。为此,他们播放了一种特定的声音,被试通过点击按钮(人)或把鼻子伸到端口(老鼠)来表明他们听到了这种声音。这项任务很有挑战性,因为它用背景噪音遮蔽了声音。

参与研究的人,通过移动秤上的滑块来评估他们对自己准确识别声音的自信程度。而老鼠则通过等待奖励的时间,来显示他们的信心。当一名受试者自信地表示自己听到了一种并没有真正播放的声音时,研究人员就把这称为“幻觉事件”。

Kepecs和他的同事通过调整声音播放的频率来操纵老鼠的预期。当这种声音被频繁播放时,老鼠更有可能自信但错误地报告它们听到过这种声音——类似于人类。通过分析任务的表现,研究人员能够客观地测量人类和老鼠的类幻觉事件。

为了更好地将老鼠和人类的经历联系起来,研究人员还使用了一种诱导幻觉的药物。氯胺酮(Ketamine)可导致视觉和听觉知觉扭曲,并可引发健康人的精神病发作。在执行任务前给予氯胺酮的老鼠也报告了更多类似幻觉的事件。

通过多巴胺传感器测量和药理学操作的使用,作者证明了在小鼠的过度纹状体多巴胺和幻觉体验之间的脑回路联系。当研究人员观察到在类似幻觉的事件之前,多巴胺水平出现了升高,可以通过使用阻止多巴胺的抗精神病药物氟哌啶醇(haloperidol)来阻止相关的行为效应。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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