多种类型的多巴胺神经元具有不同的功能

　　

多巴胺似乎在时代精神中占有一席之地。你可能在新闻中读到过，看到过关于“多巴胺黑客”的病毒式社交媒体帖子，或者听过关于如何利用这种分子在大脑中的作用来改善情绪和效率的播客。但最近的神经科学研究表明，控制多巴胺的流行策略是基于对其功能的过于狭隘的看法。

多巴胺是大脑的一种神经递质——一种在神经元之间充当信使的微小分子。它以追踪你对食物、性、金钱或正确回答问题等奖励的反应而闻名。在脑干的最上层区域有许多种多巴胺神经元，它们在整个大脑中制造和释放多巴胺。神经元类型是否影响其产生的多巴胺的功能一直是一个悬而未决的问题。

最近发表的研究报告了神经元类型和多巴胺功能之间的关系，其中一种多巴胺神经元具有意想不到的功能，可能会重塑科学家、临床医生和公众对这种神经递质的理解。

多巴胺神经元放电

多巴胺因其在奖励处理中所起的作用而闻名，这一观点至少可以追溯到50年前。多巴胺神经元监测你从某种行为中得到的奖励和你实际得到的奖励之间的差异。神经学家称这种差异为奖励预测误差。

在一家刚刚开业、看起来没什么特别的餐厅吃晚餐，表明奖励预测的错误在起作用。如果你的餐点非常好，就会产生正向的奖励预测误差，你很可能会在未来再来点同样的餐点。每次你回来，奖励预测误差都会缩小，直到当你完全期待一顿美味的晚餐时，它最终达到零。但如果你的第一顿饭很糟糕，那就会导致负面奖励预测错误，你可能不会再去这家餐馆了。

多巴胺神经元通过其放电速率和多巴胺释放模式向大脑传达奖励预测错误，大脑利用多巴胺进行学习。它们以两种方式开火。

阶段性放电指的是导致多巴胺短期峰值的快速爆发。当你收到意想不到的奖励或比预期更多的奖励时，就会发生这种情况，比如你的服务员给你提供了一份免费的甜点，或者在你的账单上写了一张漂亮的便条和一个笑脸。相位发射编码奖励预测错误。

多巴胺不仅仅与快乐有关

相比之下，强直放电描述的是这些神经元在没有意外情况时缓慢而稳定的活动;它是穿插着相爆发的背景活动。相位放电就像山峰，而主频放电是山峰之间的谷底。

多巴胺功能

用于产生奖励预测错误的跟踪信息并不是多巴胺的全部功能。我一直在关注多巴胺的其他工作，通过我自己的研究，测量人们大脑中多巴胺神经元所在的区域。

大约15年前，有报道称多巴胺神经元会对令人厌恶的事件做出反应——比如短暂的不适，比如迎面吹来的一股空气、轻微的电击或丢钱——科学家们认为多巴胺不会这样做。这些研究表明，一些多巴胺神经元只对奖励做出反应，而另一些则对奖励和消极经历都做出反应，这导致了大脑中可能存在不止一个多巴胺系统的假设。

这些研究之后不久的实验表明，多巴胺神经元的类型不止一种。到目前为止，研究人员通过观察它们的基因图谱，已经确定了七种不同类型的多巴胺神经元。

2023年8月发表的一项研究首次分析了基于神经元亚型的多巴胺功能。西北大学的研究人员检查了三种类型的多巴胺神经元，发现其中两种跟踪奖励和厌恶事件，而第三种监测运动，比如当他们研究的老鼠开始跑得更快时。

多巴胺的释放

最近媒体关于如何控制多巴胺作用的报道仅仅是基于看起来像高峰和低谷的释放类型。当多巴胺神经元在阶段性爆发中放电时，就像它们发出奖励预测错误的信号一样，多巴胺在整个大脑中释放。这些多巴胺峰值发生得非常快，因为多巴胺神经元可以在不到一秒的时间内多次放电。

多巴胺释放的另一种方式是:有时它会缓慢增加，直到获得期望的奖励。10年前，研究人员在大脑的纹状体部分发现了这种渐变模式。多巴胺斜坡的陡峭程度与奖励的价值以及获得奖励所需的努力程度有关。换句话说，它编码了动机。

餐馆的例子也可以说明当多巴胺以斜坡模式释放时会发生什么。当你点了一顿你知道会很好吃的饭，然后等着它上桌的时候，你的多巴胺水平就会稳步上升。当服务员把菜放在你的桌子上，你咬了第一口时，这种感觉达到了高潮。

多巴胺是如何产生的尚不清楚，但这种类型的释放被认为是目标追求和学习的基础。未来对多巴胺激增的研究将影响科学家对动机的理解，并最终改善如何优化多巴胺的建议。

多巴胺在疾病和神经多样性中的作用

虽然多巴胺因其与药物成瘾、神经退行性疾病和神经发育疾病(如注意力缺陷/多动障碍)有关而闻名，但最近的研究表明，科学家们对其参与的理解可能很快就需要更新。在目前已知的七种多巴胺神经元亚型中，研究人员只描述了其中三种的功能。

已经有一些证据表明，多巴胺多样性的发现正在更新有关疾病的科学知识。在最近的一篇论文中，研究人员确定了多巴胺神经元类型和功能之间的关系，指出以运动为中心的多巴胺神经元是已知的帕金森病中受影响最严重的神经元之一，而其他两种类型的多巴胺神经元则没有受到如此大的影响。这种差异可能会导致更有针对性的治疗选择。

正在进行的解开多巴胺多样性的研究可能会继续改变和改善我们对疾病和神经多样性的理解。