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多巴胺是什么?它有哪些功能?(什么是多巴胺?多巴胺的作用有哪些?)

这个难题问的有点儿大,不是较好提问。假如难题局限性在神经系统奖励控制系统中的肾上腺素GABA有甚么促进作用,可能会难许多。即便这种,想提问好也很难。肾上腺素神经元的科学研究是认知科学里面较为热门的科学研究应用领域。大家对其机能的理解也经历了很多变化。

中枢神经控制系统内的肾上腺素属于单胺的GABA。其他的单胺GABA还包括缓激肽肾上腺素和五血清素等。能释放出来这类GABA的神经元一般投射范围都较为广。传统上指出她们能释放出来到神经元间隙及以外,透过结合G蛋白烯丙基受体长时间、慢速地调节神经元兴奋性,进而被称为神经mieu,以区分经典的加速GABA如精氨酸GABA。但事实并非绝对如此。

在奖励控制系统中,能够释放出来肾上腺素的神经元位于大脑皮质背侧被TNUMBERA32 (ventral tegmental area; VTA) 和大脑皮质致密部 (substantia nigra pars compacta; SNc)。晚期的科学研究人员把减缓电极卢丹县在VTA,每当鸟类圣邦瓦的这时候,就给电减缓该区域,鸟类就会疯狂的圣邦瓦。这是颅内自我电减缓试验。除此之外,大家也辨认出,当鸟类得到奖励减缓 (例如食物、水、性) 的这时候等,肾上腺素的释放出来就会增加。尤其是在服用上瘾抗生素后,肾上腺素会更加大量的释放出来。只好,晚期的方法论就指出肾上腺素的释放出来让鸟类造成了愉悦感。此种讲法非常流行,以至于一般非该应用领域的人听说过肾上腺素的人都这种指出。

然而,此种讲法早就过时了。Berridge和Robinson两个人以及她们的同事,透过一系列试验否定了肾上腺素引致愉悦感。她们辨认出辨认出,增加或是减少肾上腺素并不会发生改变鸟类或是人对自然以及上瘾抗生素的愉悦感体验;但会发生改变鸟类或人对于获得奖励减缓的意图。她们指出,肾上腺素会把正常的奖励减缓突显意图特性,进而像磁铁一样吸引鸟类的注意力和冲动。而上瘾抗生素能劫持肾上腺素控制系统,使得抗生素本身被突显极大的意图特性。在重复使用抗生素后,鸟类对抗生素便造成不可控制的冲动。假如把合成肾上腺素途径中的脯氨酸精氨酸敲除掉,鸟类连吃东西喝水的意图单厢消失,以至于被活活饿死赶路。这是她们明确提出的incentive salience方法论。

除此之外一个,非常有影响力的假设,是由Schultz等人在1997年明确提出的“奖励预测数值假设 (reward prediction error hypothesis)”。这一方法论是透过在体记录清醒兔子单个肾上腺素神经元的振动活动的出来的。首先,体能训练兔子把一种视觉减缓 (CS) 和奶茶的奖励减缓 (US) 联系起来。就像当年巴浦洛维奇体能训练他的狗是一样的。此种体能训练被称为巴浦洛维奇条件反射。在体能训练的初期,肾上腺素神经元对CS没有化学反应,但会对US造成一个加速振动。但到了体能训练后期,肾上腺素神经元只对CS有化学反应,而对US没有化学反应了。除此之外,假如体能训练结束后,在本来应该得到US的这时候没有给,肾上腺素神经元反而会有减缓的化学反应。只好她们推测,肾上腺素神经元是引致鸟类学会CS和US建立关系的原因。她们辨认出,这一现象和机器自学中的reinforcement learning不谋而合。她们利用机器自学方法论建立了许多模型,模拟了鸟类的自学过程。

虽然关于肾上腺素和自学的关系有很多支持的证据,最近有两个试验室用完遗传学的方法,更直接地证实了肾上腺素神经元与相关性自学的因果关系。基本原理是用完减缓或是光减缓模拟奖励数值信号。假如有兴趣能参考:(Steinberg et al., 2013; Chang et al., 2016)。

Berridge明确提出,奖励减缓促进作用在鸟类或是人身上会引致三个结果:愉悦感、意图和自学。肾上腺素激酶愉悦感的方法论已经被抛弃,但却最被社会大众普遍认可。肾上腺素在意图和自学方面的促进作用是目前该应用领域较为普遍认可的。同时,也有其他的许多方法论需要进一步科学研究。

Berridge KC, Robinson TE (1998) What is the role of dopamine in reward: hedonic impact, reward learning, or incentive salience? Brain Res Brain Res Rev 28:309-369

Schultz W, Dayan P, Montague PR (1997) A neural substrate of prediction and reward. Science 275:1593-1599.

Steinberg EE, Keiflin R, Boivin JR, Witten IB, Deisseroth K, Janak PH (2013) A causal link between prediction errors, dopamine neurons and learning. Nat Neurosci 16:966-973.

Chang CY, Esber GR, Marrero-Garcia Y, Yau HJ, Bonci A, Schoenbaum G (2016) Brief optogenetic inhibition of dopamine neurons mimics endogenous negative reward prediction errors. Nat Neurosci 19:111-116.

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