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我们进化出的独特快感回路使人类不同于类人猿:重新考虑来自动物研究的数据

肯尼思·布卢姆

美国赖特州立大学代顿VA医疗中心Boonshoft医学院精神科

美国佛罗里达州盖恩斯维尔市佛罗里达大学医学院麦克奈特脑研究所精神科

南加州大学凯克医学院精神病学和行为科学系,洛杉矶,CA,美国

美国罗德岛州北金斯敦自治领诊断有限责任公司应用临床研究与教育部

美国德克萨斯州圣安东尼奥市佳纳斯健康有限责任公司精准医学部

成瘾研究与治疗部,Nupathways公司,Innsbrook, MO, USA

临床神经内科,Path基金会,纽约,纽约,美国

美国佛罗里达州圣露西港海岸治疗与康复中心神经科学成瘾治疗分部

匈牙利布达佩斯Eötvös Loránd大学心理研究所

成瘾研究部门,自治领诊断有限责任公司。北金斯顿,罗德岛,美国

胜利营养国际,Lederach, PA。美国

华盛顿特区霍华德大学国家人类基因组中心。美国

电子邮件:bhuvaneswari.bibleraaj@uhsm.nhs.uk

马约莉Gondre-Lewis

华盛顿特区霍华德大学国家人类基因组中心。美国

美国华盛顿特区霍华德大学医学院解剖与精神病学学系

布鲁斯·斯坦伯格

美国马萨诸塞州弥尔顿,库里学院心理学系

Igor Elman

美国新泽西州卡姆登库伯大学医学院精神科

大卫男爵

南加州大学凯克医学院精神病学和行为科学系,洛杉矶,CA,美国

爱德华·J·莫德斯蒂诺

美国马萨诸塞州弥尔顿,库里学院心理学系

Rajendra D Badgaiyan

美国新泽西州卡姆登库伯大学医学院精神科

马克·戈尔德

美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学精神科

DOI: 10.15761 / JSIN.1000191

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图表和数据

摘要

与快乐相关的大脑区域可以通过性行为、吃美味的食物、看电影、在学校和运动中取得的成就、吸毒以及帮助社区、国家和世界的崇高努力来触发。值得注意的是,研究表明后一种类型的满足感,即支持社区,可能会对我们的免疫系统产生最实质性的积极影响。然而, se这些影响的途径尚不清楚。Berridge和Kringelbach提出,快乐是由发达的中皮层边缘回路介导的,并具有适应功能。在情感障碍中,快感缺乏(缺乏愉悦感)或焦虑(消极情绪)可能是快感系统崩溃的结果。最重要的是,人类神经成像研究表明,令人惊讶的相似电路被相当不同的快乐所激活,这表明所有奖励刺激和行为都有一个共同的神经通路。

多年来,关于多巴胺参与愉悦/奖励的争议导致了术语上的混乱,例如试图将动机与纯粹的愉悦分开(即,想要与喜欢)。我们的立场是,动物研究无法提供人类自我报告所描述的真实临床信息。11月23日理查德·道金斯2017年,我们的担忧得到了证实。一个大型研究小组在该杂志上报告称,从成瘾到自闭症,人类大脑系统的进化似乎与类人猿不同科学重申一下,Sousa等人的新发现也表明了不要过度依赖啮齿动物甚至非人类灵长类动物研究的重要性。当涉及到快乐、多巴胺和强化的概念时,这些数据并不支持推断。人类的经验和学习现在更加关键和重要。从非人类到人类的推断可能更多的是虚构而非事实。

我们进一步建议,为了克服与当前药物流行相关的无休止的战斗,科学界应该意识到,通过服用药物或受到基因或其他表观遗传经验影响的系统扰乱多巴胺稳态,应该采用替代治疗方式进行治疗,这在本文中被表达为一个现实的关键目标。遗传成瘾风险(GARS)测试和多巴胺调节(KB220)的应用应与其他有前途的技术一起考虑,包括认知行为治疗,心智充实,大脑定位和创伤治疗。基础科学家们非常努力地将快乐与大脑奖励回路中的激励显著性和学习信号分离开来,但这项工作可能仅限于动物模型和啮齿动物。我们需要对人类奖励系统进行不同的考虑。

关键字

大脑奖赏回路,比较神经解剖学,多巴胺,原始人,快感,奖赏缺乏

简介

作为神经科学家和临床医生,我们必须提供有关大脑奖励回路状态的信息。我们的新理解必须重新考虑一些来自动物研究的数据,这些研究试图将快乐与激励显著性和大脑奖励回路中的学习信号分离开来。

与快乐相关的大脑区域电路很难准确描述,部分原因是我们可以通过许多不同的方式触发快乐或愉悦的感觉。性爱、美食、电影、在学校和体育运动中取得的成就、吸毒以及为帮助社区、国家和世界所做的崇高努力都可以带来快乐。值得注意的是,研究表明,后一种类型的满足感,支持社区,可能会对我们的免疫系统产生最实质性的积极影响,但是 se这些影响的途径尚不清楚。事实上,Berridge和Kringelbach[1]认为,快乐是由发达的中皮层边缘回路介导的,并具有适应功能。在情感障碍中,快感缺乏(缺乏愉悦感)或焦虑(消极情绪)可能是快感系统崩溃的结果。最重要的是,Blum et al.[2]在一些已发表的作品中指出,人类神经成像研究表明,令人惊讶的相似电路被相当不同的快乐所激活,这表明所有奖励刺激和行为都有一种共同的神经货币。

虽然Blum等人提出并修改的“想要”奖励的概念存在一些争议,但至少从动物实验中,人们普遍认为“想要”是由一个庞大而分布式的大脑系统产生的。“喜欢”或快乐本身是由大脑边缘回路[4]中的一组更小的享乐热点产生的。Berridge & Kringelbach[1]说过。”这些热点也可以嵌入价价组织的更广泛的解剖模式中,比如在伏隔核产生欲望和恐惧的键盘模式中。”

相比之下,一些最著名的愉悦/奖励生成器候选者,包括中脑边缘多巴胺系统中的电极,可能根本不会产生愉悦感。他们会怎么做?这些对大脑愉悦机制的新见解可能最终有助于更好地治疗情感性障碍。然而,基于与非人类灵长类动物(如猿和猿)之间解剖差异相关的新信息,这可能并不完全准确智人

在这方面,考虑到快乐的对立面(享乐主义),许多研究为快感缺乏提供了坚实的神经化学甚至神经遗传学基础。根据Weis[5]快感缺乏假说——大脑多巴胺在与积极奖励相关的主观愉悦中起着关键作用——越来越多的证据表明,多巴胺在与食物和水、大脑刺激奖励、精神运动兴奋剂和阿片类奖励相关的客观强化和激励动机中起着关键作用。这一假设引起了人们对一个明显悖论的关注,即用于治疗快感缺乏(精神分裂症)的神经抑制剂会减弱实验动物体内我们通常与快乐相关的正强化。虽然这适用于特定药物滥用的急性效应,甚至是赌博等强大的非药物成瘾行为,如奖励缺乏综合征(Reward Deficiency Syndrome, RDS)[6],但该领域没有包括多巴胺能制剂的双向效应。急性给药会导致多巴胺活性增加,而长期使用会减少大脑奖赏部位[7]的多巴胺释放。

尽管快感缺乏假说对理解精神分裂症的启发式价值有限,但它对强化、动机和成瘾的生物学理论产生了重大影响。脑多巴胺在学习记忆细胞模型[9]的反应习惯、热量摄入、条件偏好和突触可塑性的强化中起着相当大的作用。因此,多巴胺在强化中起主导作用的概念是成瘾的精神运动兴奋剂理论、大多数成瘾的神经适应理论以及当前的条件强化和奖励预测理论的基础。正确理解,它也是最近的激励理论的基础。

虽然“想要和喜欢”的概念看起来很合理,在理解目标导向动机,甚至让人上瘾方面发挥着重要作用,但必须探索它与意识的相互作用。Anselme和Robinson[10]认为,人类和动物的大多数行为都来自于寻求快乐和目标导向,这表明它们主要是在意识控制之下。然而,“想要”和“喜欢”被认为是在无意识水平上工作的适应性核心皮层下过程,负责引导行为走向适当的奖励。Anselme和Robinson[10]研究了“想要”是否是有意识目标的固有属性,而“喜欢”是否是有意识感觉的固有组成部分。他们认为,“想要”和“喜欢”依赖于在意识水平以下起作用的机制,这解释了为什么个人经常努力通过有意识的控制来增强或抑制他们的动机和情绪。特别是,皮层下“欲望”系统的过度活跃与药物成瘾和赌博障碍等病理行为有关。此外,在吸毒者中,旨在抑制毒品寻求的认知过程与大脑皮层下吸食更多毒品的冲动进行了一场持续的战斗,这种冲动往往会在反复攻击后复发。事实上,人们认为在非病理环境中,“想要”和“喜欢”与主要认知过程相互作用,以指导目标导向的行为。皮层下过程与有意识的皮层活动之间复杂的相互作用,使得将动物研究外推到人类的快乐回路和行为研究上很困难。

讨论

以下内容将从奖励系统和乐趣概念的几个重要方面进行分析。我们的立场是,动物研究无法提供人类自我报告所描述的真实临床信息。11月23日理查德·道金斯2017年,我们的担忧得到了证实。一个大型研究小组在该杂志上报告称,从成瘾到自闭症,人类大脑系统的进化似乎与类人猿不同科学重申一下,Sousa等人的新发现也表明了不要过度依赖啮齿动物甚至非人类灵长类动物研究的重要性。当涉及到快乐、多巴胺和强化的概念时,这些数据并不支持推断。人类的经验和学习现在更加关键和重要。从非人类到人类的推断可能更多的是虚构而非事实。我们进一步建议,为了克服与当前药物流行有关的一场永远不会结束的战斗,科学界应该意识到,通过服用药物或受到基因或其他表观遗传经验影响的系统扰乱多巴胺稳态,应该采用替代治疗方式来治疗,如本文所述,这是一个现实的关键目标。遗传成瘾风险(GARS)测试和多巴胺调节(KB220)的应用应与其他有前途的技术一起考虑,包括认知行为治疗,心智充实,大脑定位和创伤治疗。基础科学家们非常努力地将快乐与激励显著性以及大脑奖励回路中的学习信号分离开来,但这项工作可能仅限于动物模型和啮齿动物。我们需要对人类奖励系统进行不同的考虑。

体内平衡

首要的奖励功能源于身体需要特定物质来构建其结构和维持其功能。这些物质及其衍生物的浓度受到精细的调节,并导致体内平衡。最重要的是,偏离这个平衡的特定设定值需要从我们环境中的物质中补充,包括水和食物。饥饿感和口渴感的存在表明,人们将缺乏必要物质与食物和液体联系在一起。例如,当血钠浓度超过设定值时,我们会喝水,但钠的消耗会导致盐的摄入。关于奖励不足和大脑奖励回路受损,人们一致认为,人类会选择自我药物治疗或从事重复成瘾行为,他们的基因诱导的低多巴胺血症需要实现渐近稳态。

大脑有两个系统来维持体内平衡。下丘脑喂养和饮水中心与肠道激素一起通过快速调节食物和液体的摄入来处理即时的稳态失衡。相反,奖励中心调节学习强化,并为经济决策提供提前信息,因此可以在稳态失衡和挑战出现之前诱导获得必要物质的行为。这种先发制人的功能具有生存价值,因为当失衡发生时,美味的食物和液体可能并不总是可用的。

就通常的生理反应而言,体内平衡失衡可能是饥渴驱力的来源,而饥渴驱力的减少在驱力减少理论中被认为是吃喝的主要因素[11,13]。它们使下丘脑立即缓解不平衡,并使奖励系统防止不平衡。心理学上维持内稳态的内驱力减少与学习和追求的奖励激励之间的区别可能大致对应于内稳态和奖励的神经元控制中心的分离。关于不同下丘脑和奖励系统的神经科学知识为关于稳态和奖励的心理学理论提供了必要的信息。

维持体内平衡的需要解释了主要奖励的功能。这构成了大脑系统的进化起源,将刺激、物体、事件、情境和活动视为奖励,并调节学习、方法和乐趣。沿着这些思路,食物、水、精神活性药物以及成瘾行为的启发式价值取决于多巴胺能活动以及奖赏部位的净释放。所有非主要奖励的功能都内置在与内稳态相关的原始功能中,即使涉及到最高奖励。

快乐是首要的奖励功能

愉悦不仅是奖励的三个主要功能之一,也是奖励的定义。由于内稳态只解释了有限数量奖励的功能,特定刺激、物体、事件、情境和活动之所以具有奖励性的主要原因可能是快感。这首先适用于性、食物和液体等主要的稳态奖励,然后延伸到金钱、品味、美貌、社会交往和非物质的、内在的和内在的奖励。快乐作为奖励的首要效应,驱动着学习、接近行为和决策的主要奖励功能,并为奖励功能的享乐理论提供了基础。我们被大多数奖励所吸引,并付出巨大的努力去获得它们,只是因为它们令人愉快。

快乐是一种被动的反应,源于对奖励的体验或预测,并可能导致长期的幸福状态。幸福这个词很难定义。事实上,仅仅获得肉体上的快乐可能还不够。快乐的一个关键在于拥有一个好朋友的网络。然而,更高层次的满足和快乐与冰淇淋甜筒或你的球队赢得一项体育赛事之间的关系并不明显。最近的多学科研究,对人类和动物进行了详细的侵入性大脑分析,发现了大脑处理快乐的一些关键方式。

快感作为奖励的标志足以定义奖励,但它可能不是必要的。奖励可能会产生积极的学习和接近行为,因为它含有对身体功能至关重要的物质。当我们饿的时候,我们可能会吃坏的和不愉快的饭菜。一只每天早上在实验室里接受数百小滴水的猴子不太可能在每次得到0.1毫升的水时感到一阵快感。然而,考虑到这些预防措施,我们可以将任何有可能产生快感的刺激、物体、事件、活动或情况定义为奖励。在奖励不足或成瘾障碍的背景下,稳态研究追求药物治疗:药物治疗药物成瘾、肥胖和其他强迫行为。适应平衡理论提出了更广泛的方法——比如重新扩大可能的快乐的范围,并提供努力追求快乐的机会。[15]。值得注意的是,第一个通过脑电刺激诱导接近行为的动物研究将他们的发现解释为发现了大脑的快乐中心[16],该中心后来与中脑多巴胺神经元部分相关[17-19],尽管识别动物的情绪是出了名的困难。

快乐的进化理论:爱的联系

查尔斯·达尔文和其他生物科学家研究了生物进化及其基本原理,发现了引导行为和生物发展的各种机制。除了他们关于自然选择的理论,在上个世纪,性选择过程尤其在后者的背景下获得了重要意义,特别是当涉及到是什么使我们成为“我们是什么”的问题时,即人类。然而,性选择和进化的能力并不仅仅是人类的一项成就,也不是我们独特性的标志;然而,我们人类似乎在愚弄自己和他人方面很聪明——当我们坠入爱河或拼命寻找爱情时。

现代生物学理论推测,生物是进化竞争的结果,这是公认的。事实上,Richard Dawkins强调基因生存和繁殖是生命的基本机制[20]。只有产生最适合表现型的基因才能成功。值得注意的是,表型的选择是基于最大化基因繁殖的行为。要做到这一点,表现型必须存活下来并产生后代,并且要比竞争对手做得更好。因此,奖励的终极终极功能是通过确保有机体的生存和繁殖来提高进化适应性。人们一致认为,学习、方法、经济决策和积极情绪是表型获得生存、交配和照顾后代所需的其他营养物质的近端功能。

行为奖励功能已经进化到帮助个体生存和繁殖他们的基因。显然,人们需要活得好,活得长才能繁衍后代。大多数人会同意homo-智人通过摄入使他们的身体正常运作的物质来做到这一点。因此,食物和饮料是奖励。额外的奖励,包括用于经济交换的奖励,可以确保充足的美味食品和饮料供应。交配和基因繁殖是由强大的性吸引力支撑的。其他属性,如身体形态,增加了交配、滋养和保护后代的机会,因此也是奖励。照顾后代直到他们能够自我繁殖,有助于基因繁殖,是有益的;否则,许多人认为交配是无用的。根据大卫·E·科姆斯的说法,任何微小的优势最终都会导致进化优势[21],额外的奖励机制,如寻求新奇和探索,扩大了可用奖励的范围,从而增加了生存、繁殖和最终基因繁殖的机会。这些功能可以帮助我们获得由我们自己的利益所决定的、不能立即在环境中获得的远方回报的好处。因此,基因繁殖和进化适应度中的远端奖励函数定义了我们在日常行为中看到的近端奖励函数。 That is why foods, drinks, mates, and offspring are rewarding.

有一些理论认为快乐是健康的必要组成部分,对健康有益。从本质上讲,在这些术语下,快乐被描述为一种状态或快乐的感觉,满足于一个人享受的经历。关于快乐,它是一把双刃剑,一方面,它促进积极的感觉(比如正念),甚至更好的认知,可能是通过释放多巴胺[22]。但另一方面,快乐同时鼓励成瘾和其他消极行为,即动机毒性。它是一种复杂的神经生物学现象,依赖于奖赏回路或边缘活动。重要的是要认识到内啡肽和内源性吗啡能机制可能通过“脑奖励级联”(BRC)发挥作用。虽然自然奖励对于生存和食欲动机是必不可少的,从而导致有益的生物行为,如进食、性和繁殖,但重要的社会互动似乎进一步促进了愉快经历所产生的积极影响。事实上,对成瘾药物的实验能够直接作用于奖励途径,并导致这些系统的恶化,促进低多巴胺代谢。大多数人都同意,愉快的活动可以刺激个人成长,并可能有助于诱导健康的行为改变,包括压力管理。Esch和Stefano关于同情和爱之间联系的工作涉及大脑奖励系统,快乐诱导表明,一般的社会接触,即爱、依恋和同情,在减轻压力、生存和整体健康方面非常有效。

几十年来,人们已经对神经传递和积极和消极的愉悦状态的作用进行了充分的研究[26-37],但比较动物和人之间的解剖学和神经生物学功能智人似乎是必需的,似乎还处于婴儿期。

寻找幸福在猿类和人类之间是不同的

正如之前的专家意见所述,幸福的关键之一是拥有一群好朋友。然而,目前还不完全清楚更高形式的满足感和快乐是如何与糖分激增、赢得体育赛事甚至跳伞有关的,所有这些都增加了奖赏脑区的多巴胺释放。最近的多学科研究,使用人类和动物的详细侵入性大脑分析,发现了大脑处理快乐的一些关键方式。

值得注意的是,普通的喜欢和快乐是有途径的,正如上面这篇评论所描述的那样,它们的范围是有限的。然而,大脑中有许多区域,通常被称为热点和冷点,它们显著地调节(增加或减少)我们的快乐,甚至产生与快乐相反的东西——厌恶和恐惧。伏隔核的一个特定区域就像电脑键盘一样,有一排一排的特定刺激触发器——产生愉悦感和厌恶感的增加和减少。此外,大脑皮层在我们对快乐感觉的认知评估中发挥着独特的作用。重要的是,这些多重触发因素与前额叶皮层的高级大脑中心之间的相互作用非常复杂,而且刚刚被发现。

欲望和奖励中心

令人惊讶的是,许多不同的快乐来源激活了中皮层边缘区域之间的相同回路(图1)。奖励和欲望是快乐诱导的两个方面,具有非常广泛、大的回路。这个回路的某些部分区分了欲望和恐惧。所谓的快感回路称为“REWARD”,它涉及中脑边缘系统中一个众所周知的多巴胺通路,它可以影响快感和动机。

图1所示。大脑奖励级联(BRC)中的多巴胺和血清素通路及其功能。从互联网访问。

简单来说,中脑边缘系统就是一个多巴胺奖励回路。它开始于中脑的腹侧被盖区(VTA),并到达伏隔核(图2)。它是所有成瘾的基石目标。VTA被谷氨酸、GABA和多巴胺的神经元包围。伏隔核(NAc)位于腹侧纹状体内,分为两个子区域——分别与核心和壳相关的运动区和边缘区。NAc有多刺的神经元,接受来自VTA的多巴胺和来自海马体、杏仁核和内侧前额叶皮层的谷氨酸(多巴胺驱动程序)。随后,NAc将GABA信号投射到称为腹侧苍白球(VP)的区域。该区域是基底神经节边缘环的中继站,对动机、行为、情绪和“感觉良好”反应至关重要。这个被定义的大脑系统涉及到所有的成瘾-物质的,和非物质相关的。1995年,我们的实验室创造了“奖励缺乏综合征”(Reward Deficiency Syndrome, RDS)一词来描述导致成瘾和强迫行为的“大脑奖励级联”中遗传和表观遗传诱导的低多巴胺作用[3,6,41]。

图2。大脑奖励级联(BRC)中的关键脑多巴胺相关区域。从互联网访问。

此外,对事物的普通“喜欢”或纯粹的快乐,主要是由边缘系统(大脑中古老的爬行动物部分)中的小区域表示的。这些可能是更大的神经回路的一部分。在拉丁语中,hedus是“甜”的术语;在希腊语中,完成是“快乐”的意思。因此,这个词享乐现在指的是快乐的各种子成分:一些与纯粹的感官有关,另一些与涉及道德、美学和社会互动的更复杂的情感有关。享受快乐的能力是健康的一部分,甚至可以延长寿命,特别是如果与之相关的话乐观作为多巴胺能反应[42]。

精神疾病通常包括无法体验快乐的异常症状如快感缺乏。这就是所谓的消极情绪状态烦躁不安它可以包括许多情绪,如疼痛、抑郁、焦虑、恐惧和厌恶。以前,许多科学家通过动物研究来揭示快乐、喜欢、动机,甚至像恐慌和恐惧这样的情绪的复杂机制,如上所述。然而,由于大量关于快乐/奖励回路的特定大脑区域的相关研究来自于对动物的侵入性研究,这些研究不能直接与人类经历的主观状态进行比较。

为了解决关于中脑边缘多巴胺系统对奖励的因果贡献的争议,我们之前评估了三个主要的竞争性解释类别:“喜欢”,“学习”和“想要”[3]。也就是说,多巴胺可能调节(a)喜欢:奖励的享乐影响,(b)学习:对奖励效果的学习预测,或(c)想要:通过将激励显著性归因于奖励相关刺激来追求奖励[44]。我们已经评估了这些假设,特别是当它们与RDS相关时,我们发现多巴胺功能的激励显著性或“想要”假设得到了大多数科学证据的支持。各种神经成像研究表明,性和游戏、美味的食物和滥用药物等预期行为都会影响与奖励网络相关的大脑区域,而且可能不是单向的。滥用药物增强了多巴胺信号,使中脑边缘机制变得敏感,这种机制明显地进化为将激励显著性归因于各种奖励。

成瘾物质是自愿自我服用的,它们(直接或间接地)增强了NAc中的多巴胺能突触功能。大脑的这种激活奖励网络(产生用户所寻求的狂喜的“快感”)。尽管这些回路最初被认为是编码享乐音调的设定值,但现在被认为在功能上要复杂得多,它也编码注意力、奖励期望、奖励期望的不确认和激励动机[46]。关于成瘾是一种疾病的论点可能与相对于滥用药物对脑神经化学的极端影响的物质和非物质奖励的倾向相混淆。前者通过奖励基因的遗传多态性和有害的表观遗传侮辱使个体处于高风险之中。一些心理学家,即使有了所有的数据,仍然推断成瘾不是一种疾病。压力水平升高,加上各种多巴胺能基因的多态性(遗传变异)和与其他神经递质相关的基因(及其遗传变异),可能对各种成瘾的脆弱性产生叠加效应。在这方面,瓦尤科夫,et al。[48]在回顾的基础上提出,虽然网关假设没有明确“阶段”之间的机械联系,也没有扩展到的风险上瘾在美国,对成瘾的共同责任的概念可能更狭隘。后一种理论以遗传理论为基础,并得到数据的支持,这些数据确定了特定成瘾(如RDS)风险的共同变异来源。这种共性具有可识别的神经生物学基础和合理的进化解释。

多年来,关于多巴胺对“快感”的影响的争论导致了将动机与实际快感(想要还是喜欢)分开的混淆。我们的立场是,动物研究不能提供人类自我报告所描述的真实临床信息。正如之前和摘要中提到的,11月23日理查德·道金斯2017年,我们的担忧的证据被发现[50]。

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从本质上讲,尽管非人类灵长类动物的大脑与我们自己的相似,但其他灵长类动物与人类认知能力之间的差异告诉我们,表面的相似并不是全部。苏萨et al。发现了不同的差异表达基因,与快乐相关系统相关。此外,位于人类新皮层的多巴胺能中间神经元在非人类非洲类人猿的新皮层中不存在。神经元转录程序的这种差异可能是各种神经发育障碍的基础。

简单地说,这个系统控制着多巴胺的产生,多巴胺是一种化学信使,在快乐和奖励中起着重要作用。资深作者,耶鲁大学的Nenad Sestan博士说:“人类已经进化出了一种不同于黑猩猩的多巴胺系统。”塞斯坦说,这也许可以解释为什么人类的行为与非人类灵长类动物如此独特,尽管我们的大脑如此惊人地相似。它还可能阐明为什么人们容易患上自闭症(甚至可能上瘾)等精神障碍。值得注意的是,这一研究发现来自广泛的多中心合作,比较了几个物种的大脑。这些研究人员检查了来自6个人、5只黑猩猩和5只猕猴的247个神经组织标本。此外,这些研究人员分析了大脑16个区域中哪些基因被打开或关闭。虽然物种之间的差异很微妙,但在新皮层上却有显著的对比,特别是在人类大脑的一个区域,这个区域比黑猩猩要发达得多。事实上,这些研究人员发现了一种叫做酪氨酸羟化酶(TH)的酶,负责产生多巴胺,表达在人类的新皮层,但不是黑猩猩。如前所述,多巴胺因其在大脑奖励系统中的重要作用而闻名;这个系统对一切事物都有反应,从性,到赌博,到食物,再到上瘾的毒品。然而,多巴胺也有助于调节情绪反应、记忆和运动。值得注意的是,多巴胺水平异常与帕金森症、精神分裂症和自闭症、RDS等谱系障碍有关。

NIDA主任诺拉·沃尔科夫(Nora Volkow)指出,一种诱人的可能性是,神经递质多巴胺在人类追求各种奖励的能力中发挥着重要作用,这些奖励可能在未来几个月甚至几年之后。斯坦福大学生物学和神经学教授罗伯特·萨波尔斯基博士也提出了同样的观点。萨波尔斯基博士引用的证据表明,当我们预期未来不确定甚至遥远的潜在回报时,比如退休,甚至可能的来世,人类的多巴胺水平会急剧上升。这也许可以解释为什么人们会去做那些没有明显短期利益的事情。在类似的工作中,Volkow和Bale提出了一个模型,其中多巴胺可以通过奖励回路中的相位信号支持NOW过程,或通过控制回路中的强音信号支持LATER过程。具体来说,他们认为,通过多巴胺对处理突出归因的眼窝额叶皮层的调节,多巴胺也能够从现在转向以后,而它对处理内感受信息的岛叶的调节,根据个人的生理状态影响选择现在或以后行动的概率。这一假设进一步支持了这样一个概念,即沿着这些回路的破坏会导致各种疾病,包括肥胖和成瘾或RDS。

总结

苏萨et al。[50]在更古老的区域也发现了差异,包括一种叫做小脑的古老结构。因此,人类大脑中一个古老的部分似乎在最近发生了变化。要更全面地理解所有这些变化的含义还需要数年时间,但这一发现可能最终有助于揭示人类大脑的独特之处,甚至是在一系列大脑疾病状态下出现的问题。在几十年的研究中,多巴胺在大脑功能中的作用已经得到了很好的证实,并获得了2000年的诺贝尔奖。我们中的一员(KB)和已故的欧内斯特·p·诺布尔(Ernest P. Noble)的继续工作显示了多巴胺遗传学在严重酒精中毒中的作用。还有Mark Gold和Charles Dackis关于“多巴胺消耗假说”和可卡因的研究,以及Elman的研究et al。对RDS和反奖励的影响,表明需要平衡大脑多巴胺来诱导稳态[53-56]。Sousa的新发现et al .,[50]还通过基因成瘾风险(GARS)测试和多巴胺调节(KB220PAM)来强调多巴胺稳态的重要性,正如Gold及其同事多年前指出的[57-59]。虽然我们为贝里奇及其同事在动物模型中从激励显著性和大脑奖励回路中学习信号中分离快乐的优雅工作而喝彩,但尤其当它与人类有关时,我们需要重新考虑。

作者

所有作者都对这个概念做出了实质性的贡献,协助起草文章,批判性地修改文章,最终批准将要出版的版本,并同意作为工作的担保人。

确认

作者感谢Margaret A. Madigan的编辑和Dominion Diagnostics, LLC的Mary Hauser的支持。作者要感谢Danielle Jean Kradin在参考文献部分格式化了参考文献。

资金信息

Drs。Kenneth Blum是由佛罗里达州劳德代尔堡的生命延续基金会授予纽约PATH基金会的赠款的获得者。Badgaiyan博士的工作得到了美国国立卫生研究院拨款1R01NS073884和1R21MH073624的部分支持。Marjorie C.博士,Gondré- Lewis是R01 AA021262/AA/NIAAA NIH HHS/美国的接受者。Drs。Blum和Gondré- Lewis是R41 MD012318/MD/NIMHD NIH HHS/美国的接受者。Igor Elman的工作由1 I01 CX001118-01A2提供支持。

相互竞争的利益

Kenneth Blum拥有多家拥有基因检测和KB220变种专利的公司的股票。没有其他任何利益冲突需要声明。

参考文献

  1. Berridge KC, Kringelbach ML(2015)大脑中的愉悦系统。神经元86: 646 - 664。(Crossref)
  2. Blum K,灭霸PK, Oscar-Berman M, Febo M, Baron D,等(2015)大脑中的多巴胺:假设过量或不足与奖励和成瘾有关。J奖励缺陷综合征1: 95 - 104。(Crossref)
  3. Blum K, Gardner E, Oscar-Berman M, Gold M(2012)“喜欢”和“想要”与奖励缺乏综合征(RDS)相关:大脑奖励回路的差异反应性假设。Curr Pharm Des18: 113 - 118。(Crossref)
  4. Berridge KC, Kringelbach ML(2008)快乐的情感神经科学:人类和动物的奖励。精神药理学(Berl)199: 457 - 480。(Crossref)
  5. 多巴胺和奖励:快感缺乏假说30年.Neurotox Res14: 169 - 183。(Crossref)
  6. Blum K, Febo M, Badgaiyan RD, Demetrovics Z, Simpatico T,等。(2017)奖励缺乏综合征(RDS)低多巴胺能功能的常见神经遗传学诊断和中脑边缘操作:改变恢复景观。咕咕叫Neuropharmacol15: 184 - 194。(Crossref)
  7. Blum K, Gold M, Demetrovics Z, Archer T,灭霸PK,等(2017)物质使用障碍是奖励缺乏综合征的生物定向子集。生物科学前沿,里程碑22日:1534 - 1548。(Crossref)
  8. Belujon P, Grace AA(2017)重度抑郁症中的多巴胺系统失调。神经精神药理学杂志20: 1036 - 1046。(Crossref)
  9. Nicola SM(2016)在中脑边缘对食物摄入影响的研究中重新评估想要和喜欢。Am J Physiol Regul集成Comp Physiol1: 311。(Crossref)
  10. Anselme P, Robinson MJ (2016)"想要" "喜欢"以及它们与意识的关系。J Exp精神动物学认知42: 123 - 140。(Crossref)
  11. Robinson MJ, Berridge KC(2013)立即将习得性排斥转化为动机性“想要”。咕咕叫杂志23日:282 - 289。(Crossref)
  12. Berthoud HR, Morrison C(2008)大脑、食欲、肥胖。阿努Rev Psychol59: 55 - 92。(Crossref)
  13. Badman MK, Flier JS(2005)肠道和能量平衡:肥胖战争中的内脏盟友。科学307: 1909 - 1914。(Crossref)
  14. Blum K, Oscar-Berman M, Bowirrat A, Giordano J, Madigan M,等(2012)幸福、友谊和政治的神经精神遗传学:假设同质性(“物以类聚”)作为奖励基因多态性的功能。J Genet Syndr13: 3。(Crossref)
  15. 斯特林P(2012)异质平衡:预测调控的模型。杂志Behav106: 5 - 15。(Crossref)
  16. 奥尔兹J(1956)大脑中的愉悦中枢。科学是195: 105 - 116。(Crossref)
  17. oldsj(1961)不同脑的内驱力和药物对自我刺激的不同影响。德克萨斯大学出版社。
  18. Olds J, Milner P(1954)电刺激大鼠脑中隔区和其他区域产生的正强化。J比较物理和精神47: 419 - 427。(Crossref)
  19. Barbano MF, Cador M(2007)阿片类药物用于享乐体验,多巴胺用于为它做好准备。精神药理学(Berl)191: 497 - 506。(Crossref)
  20. Dawkins R(2002)医生应该是达尔文主义者吗?Trans Med Soc Lond119: 15 - 30。(Crossref)
  21. 康姆斯德(1972)哺乳动物染色体中古老四倍体和连锁基团守恒的证据。自然238: 455 - 457。(Crossref)
  22. Kirk U, Brown KW, Downar J(2015)正念冥想者在预期和接受金钱奖励时的自适应神经奖励处理。影响神经科学10: 752 - 759。(Crossref)
  23. 陈天杰,陈天杰,唐斯博,王丽娟,等。(2009)多巴胺能受体超敏感在脑奖赏回路激活和复发中的神经遗传学研究:提出“剥夺-放大复发疗法”。地中海的研究生121: 176 - 196。(Crossref)
  24. Koob GF, Volkow ND(2010)成瘾的神经回路。神经精神药理学35: 217 - 238。(Crossref)
  25. Blum K, Werner T, Carnes S, Carnes P, Bowirrat A, et al.(2012)性,毒品和摇滚:假设共同的中脑边缘激活作为奖励基因多态性的功能。J精神药物44: 38-55。(Crossref)
  26. Esch T, Stefano GB。(2004)快乐、奖励过程、成瘾及其健康影响的神经生物学。神经内分泌检查25日:235 - 251。(Crossref)
  27. (2005)多巴胺在奖励和愉悦行为中的作用——临床前研究数据回顾。精神病学学报增刊:的程度。(Crossref)
  28. Barbano MF, Cador M(2007)阿片类药物用于享乐体验,多巴胺用于为它做好准备。精神药理学(Berl)191: 497 - 506。(Crossref)
  29. Smith KS, Berridge KC, Aldridge JW(2011)从激励显著性和大脑奖励回路中的学习信号中分离快感。美国国立自然科学研究院108: e255 - 264。(Crossref)
  30. Sharot T, Shiner T, Brown AC, Fan J, Dolan RJ(2009)多巴胺增强了人类对快乐的期望。咕咕叫杂志19日:2077 - 2080。(Crossref)
  31. 李金斯J, Pihl RO, Benkelfat C, Leyton M(2012)多巴胺增强剂L-DOPA不影响健康人类志愿者的积极情绪。《公共科学图书馆•综合》7: e28370。(Crossref)
  32. D 'Amour-Horvat Leyton M(2014)实验动物和人类的冲动行为和选择:对神经完整的受试者进行系统治疗所产生的高与低多巴胺状态的影响。Front behaviour神经科学8: 432。(Crossref)
  33. 高村,中川S, Masuda T, Boku S, Kato A,等。(2014)多巴胺对成人海马神经发生的影响。神经精神药理学生物精神病学: 116 - 124。(Crossref)
  34. 王志刚,王志刚,王志刚。(1987)尼古丁对大鼠伏隔核[3H]多巴胺释放的刺激作用。J Neurochem49: 1449 - 1454。(Crossref)
  35. 陈奴,塔辛JP(2014)快乐:神经生物学概念与弗洛伊德概念。Encephale40: 100 - 107。(Crossref)
  36. Riters LV(2011)寻欢作乐与鸟鸣。神经科学生物行为学35: 1837 - 1845。(Crossref)
  37. BrankovićS(2015)无聊、多巴胺和精神病的刺激:精神病学在一个新的关键。Psychiatr Danub27日:126 - 137。(Crossref)
  38. Settle JE, Dawes CT, Christakis NA, Fowler JH(2010)友谊调节多巴胺基因变异和政治意识形态之间的关系。J Polit72: 1189 - 1198。(Crossref)
  39. 李文杰,李志强,李志强,等。(2013)中脑边缘系统奖赏与厌恶编码的特异性和可塑性研究。J >33: 17569 - 17576。(Crossref)
  40. Richard JM, Berridge KC(2013)前额叶皮层调节伏隔核谷氨酸破坏产生的欲望和恐惧。生物精神病学杂志73: 360 - 370。(Crossref)
  41. Modestino EJ, Blum K, Oscar-Berman M, Gold MS, Duane DD,等(2015)奖励缺乏综合征:注意/唤醒亚型,当前诊断分科学的局限性和未来研究。J奖励缺陷综合征1: 6 - 9。(Crossref)
  42. Jansen LA, Mahadevan D, Appelbaum PS, Klein WM, Weinstein ND,等(2016)早期肿瘤试验中的性格乐观主义和治疗预期。癌症122: 1238 - 1246。(Crossref)
  43. Weymar M, Bradley MM, Hamm AO, Lang PJ(2013)当恐惧形成记忆时,编码和识别过程中的休克威胁和脑电位。皮质49: 819 - 826。(Crossref)
  44. Berridge KC, Kringelbach ML(2011)构建快乐和幸福的神经科学。精神健康1: 1 - 3。(Crossref)
  45. Berridge KC, Kringelbach ML(2013)情感神经科学:快乐和不快乐的大脑机制。Curr Opin神经生物学23日:294 - 303。(Crossref)
  46. Berridge KC(2017)成瘾是一种脑部疾病吗?Neuroethics10: 29-33。(Crossref)
  47. Henden E, Melberg HO, Røgeberg OJ(2013)成瘾:选择还是强迫?前精神病学4: 77。(Crossref)
  48. Vanyukov MM, Tarter RE, Kirillova GP, Kirisci L, Reynolds MD,等(2012)成瘾的共同责任和“门户假说”:理论、经验和进化的视角。依赖毒品和酒精123: S3-17。(Crossref)
  49. Berridge KC, Robinson TE(2017)喜欢、想要和成瘾的激励-敏化理论。我Psychol1: 670 - 679。(Crossref)
  50. 王晓明,王晓明,王晓明,等。(2017)人类神经回路的分子和细胞重组。科学358:1027-1032。(Crossref)
  51. Sapolsky RM(2004)额叶皮层和刑事司法系统。Philos Trans R Soc Lond B生物科学359: 1787 - 1796。(Crossref)
  52. Volkow ND, Bale RD (2015) NOW vs LATER脑回路:对肥胖和成瘾的影响。神经科学发展趋势6: 345 - 352。(Crossref)
  53. Blum K,刘颖,王伟,王艳,张艳等。(2015)KB220Zâ”ⅱ对戒断基因型海洛因依赖者奖励回路神经通路的rsfMRI影响。地中海的研究生127: 232 - 241。(Crossref)
  54. 王晓燕,王晓燕,王晓燕,等。(2016)疼痛时间记录中的奖励不足与反奖励。> Biobehav68: 282 - 297。(Crossref)
  55. Elman I, Borsook D, Volkow ND(2013)疼痛和自杀:来自奖励和成瘾神经科学的见解。食物一般109: 1-27。(Crossref)
  56. Elman I, Borsook D(2016)慢性疼痛和成瘾的常见大脑机制。神经元89: 11-36。(Crossref)
  57. Dackis CA, Gold MS(1985)可卡因成瘾的新概念:多巴胺消耗假说。神经科学与生物行为评论9: 469 - 477。(Crossref)
  58. Miller NS, Gold MS(1994)“有意识的欲望”(渴望)与酒精和可卡因依赖的分离和复发。Ann临床精神病学2: 99 - 106。(Crossref)
  59. Bruijnzeel AW, Lewis B, Bajpai LK, Morey TE, Dennis DM,等(2006)芬太尼戒断大鼠大脑奖赏功能的严重缺陷。生物精神病学杂志59: 477 - 480。(Crossref)

编辑信息

主编

乔治·佩里
德克萨斯大学圣安东尼奥分校

文章类型

专家意见

出版的历史

收稿日期:2018年2月4日
录用日期:2018年2月25日
出版日期:2018年2月28日

版权

©2018 Blum K.这是一篇根据创作共用署名许可条款发布的开放获取文章,允许在任何媒介上不受限制地使用、分发和复制,前提是注明原作者和来源。

引用

Blum K(2018)我们进化出的独特的快乐回路使人类不同于猿:重新考虑来自动物研究的数据。系统集成神经科学4:DOI: 10.15761/JSIN.1000191

相应的作者

肯尼斯·布鲁姆博士

佛罗里达大学精神科,100183号信箱,佛罗里达州盖恩斯维尔32610-0183。

电子邮件:bhuvaneswari.bibleraaj@uhsm.nhs.uk

图1所示。大脑奖励级联(BRC)中的多巴胺和血清素通路及其功能。从互联网访问。

图2。大脑奖励级联(BRC)中的关键脑多巴胺相关区域。从互联网访问。