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基于儿茶酚胺能调控的适应性唤醒调节:通过药理学手段移动耶基斯-多德森曲线峰值
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月08日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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来自国际团队的研究人员通过药理学增强唤醒状态,结合瞳孔测量技术探索耶基斯-多德森定律(Yerkes-Dodson law)的神经调控机制。研究发现儿茶酚胺能药物阿托莫西汀(atomoxetine)能整体提升唤醒水平但保持倒U型性能-唤醒曲线,揭示性能优化与相对唤醒波动相关。计算模型表明该调控通过影响感觉证据累积的神经环路实现,为认知灵活性适应唤醒变化提供新见解。
这项突破性研究揭示了大脑如何像精准的恒温器般调节认知性能——当儿茶酚胺类神经递质(包括去甲肾上腺素noradrenaline和多巴胺dopamine)通过药物atomoxetine增强整体唤醒状态时,经典的倒U型耶基斯-多德森曲线并未被破坏,而是整体发生了位移。就像登山者无论从哪个海拔营地出发都能找到最佳攀登节奏,人脑通过"相对唤醒机制"在每种全局唤醒状态下都能自主优化决策准确性。
瞳孔作为天然的唤醒指示器(pupillometry)显示,这种神奇的自适应能力源于儿茶酚胺能系统对感觉证据累积神经环路的调控——就像调节显微镜焦距般,它动态改变着前馈抑制性中间神经元(disinhibitory circuit)的灵敏度。相比之下,胆碱能药物donepezil则未能显著影响该调控系统。
计算神经模型进一步预测,这种机制可能涉及前额叶-顶叶神经网络的重校准,类似于人工智能中的特征归一化(normalization)技术。该发现不仅为注意力缺陷等疾病的精准用药提供靶点,更启示了仿生自适应系统的设计原理:真正的智能不在于绝对状态,而在于动态平衡的艺术。
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