本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：糖兽，题图来自：视觉中国
积极与消极
多巴胺是我们脑中产生的一种重要的神经递质。作为一种化学信使，它可以促进脑和身体的神经细胞之间的交流。一直以来，多巴胺常被称为“快乐分子”，因为它与积极情绪息息相关。但与此同时，科学家也在探索多巴胺在消极经验中的作用。
在一项新发表于《科学进展》的研究中，科学家通过测量人脑中的多巴胺水平，发现多巴胺的释放在编码奖赏和惩罚的预测误差方面起着至关重要的作用。这意味着多巴胺既参与了从积极的经历中学习的过程，也参与了从消极的经历中学习的过程，它使得人脑可以根据这些经历的结果来调整和适应行为。
奖赏和惩罚预测误差
多巴胺因其在奖赏过程中所起的作用而闻名，这一观点至少可以追溯到50年前。科学家认为，多巴胺神经元的活动编码了奖赏预测误差，即动物认为它会得到的奖赏与实际奖赏之间的差异——得到的奖赏越是令人惊讶，脑中释放的多巴胺就越多。上世纪90年代，科学家提出了一个有关多巴胺的主流假设，他们认为因奖赏预测误差而引发的多巴胺水平的快速变化，为动物寻找最佳策略提供了重要的指导信号。
自那之后，这一假设在许多非人类动物研究中已经得到证实。但在人类身上的直接证据却十分有限，很少有研究直接评估多巴胺水平的快速变化在人脑中的作用。
在过去的研究中，科学家使用快速扫描循环伏安法对啮齿类动物的多巴胺水平变化进行了亚秒级的实时监测，这是一种电化学技术，这种方法只有在进行一些入侵性手术时实施，比如常用于治疗帕金森病、特发性震颤、强迫症和癫痫等疾病的深部脑刺激（DBS）脑手术。
在新研究中，研究人员将碳纤维微电极插入三名参与者的脑中，利用快速扫描循环伏安法和机器学习，对这三名计划接受DBS治疗原发性震颤的参与者，以每100毫秒一次的频率对他们的多巴胺水平进行连续监测。
参与者会在清醒的状态下玩一个简单的电脑游戏，研究人员会在他们玩游戏时，测量纹状体中的多巴胺水平。纹状体是脑中对认知、决策和协调运动很重要的一部分。在游戏过程中，参与者所做的选择，会让他们要么得到奖赏（获得金钱），要么受到惩罚（损失金钱）。游戏分为三个阶段，参与者要从积极或消极的反馈中，学习如何才能作出将奖赏最大化、惩罚最小化的选择。
从监测结果来看，研究人员发现，多巴胺不仅在脑中发挥积极和消极经历的信号作用，而且在试图从这些结果中学习时，它似乎会以一种最佳的方式发挥作用。而对于奖赏和惩罚经验，脑中似乎存在两条独立的通路分别与多巴胺系统进行交互，这两条通路在时间尺度上存在轻微的差异，仅仅间隔了200到400毫秒。
不仅仅与快乐有关
这是科学家第一次在人类身上直接研究多巴胺如何编码奖励和惩罚。研究结果表明，多巴胺不仅限于是一种“快乐分子”，它是一个复杂系统的重要组成部分，指导着我们的脑和行为。研究人员认为，新的研究结果或许能让我们更好地了解多巴胺系统是如何影响抑郁、成瘾等精神和神经疾病患者的。
参考来源：
https://www.eurekalert.org/news-releases/1009754
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi4927
https://theconversation.com/dopamine-is-a-brain-chemical-famously-linked-to-mood-and-pleasure-but-researchers-have-found-multiple-types-of-dopamine-neurons-with-different-functions-211985
https://www.simonsfoundation.org/2023/02/27/exploring-the-role-of-dopamine-in-natural-behaviors/
本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：糖兽