做或不做：破解动机密码
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正电子发射断层扫描 (PET) 成像用于评估猴子多巴胺受体的药理学操作。D1R 或 D2R 的封锁程度与奖励金额的积极影响的减少和执行任务时延迟折扣的增加有关。图片来源：日本国立量子与放射科学与技术研究所的崛由纪子
做或不做：破解动机密码
来源 日本国立量子与放射科学与技术研究所
2021 年 8 月 6 日
我们为什么做事？是什么说服我们努力实现目标，无论这些目标是多么平凡？例如，是什么驱使我们在凌晨四点的街上奔跑，是什么驱使我们在深夜的工位上加班？是什么驱使我们飘洋过海去求学？。。。。。。从神经学上讲，答案隐藏在大脑的奖励系统中——一种控制我们工作意愿或冒险意愿的进化机制，以此作为实现目标和享受感知奖励的成本。在患有抑郁症、精神分裂症或帕金森病的人中，大脑的奖赏系统通常会受损，导致他们工作动力减弱或长期疲劳。
为了找到一种克服令人衰弱的行为障碍的方法，神经科学家正在研究奖励系统的“解剖结构”，并确定它在决定是否执行任务时如何评估成本和权衡效益。最近，日本国立量子与放射科学与技术研究所的崛由纪子博士和她的同事进行了一项研究，该研究回答了一些关于奖励系统基于收益和成本的动机的最关键问题。他们的研究结果已发表在《公共科学图书馆生物学》上。
在讨论促使他们进行这项研究的原因时，崛由纪子博士解释说，“诸如‘感觉成本更高、懒得行动’等心理反应通常是抑郁症等精神障碍患者的问题，而解决方案在于更好的了解导致此类反应的原因。我们想更深入地研究大脑中动机障碍的机制。”
为此，崛由纪子 博士和她的团队专注于多巴胺 (DA)，这种“神经递质”或信号分子在基于成本效益分析的行为诱导和调节中起核心作用。DA 在大脑中的作用通过 DA 受体或结合 DA 分子的分子锚传递，并通过大脑的神经元网络传播信号。然而，由于这些受体在 DA 信号传导中具有不同的作用，因此必须评估它们对 DA 信号传导的相对影响。因此，研究人员以猕猴为模型，旨在解读两类 DA 受体——D1 样受体 (D1R) 和 D2 样受体 (D2R)——在开发基于收益和成本的动机中的作用。
在他们的研究中，研究人员首先训练动物执行“奖励大小”任务和“工作/延迟任务”。这些任务使他们能够衡量感知的奖励大小和所需的努力如何影响任务执行行为。该研究的通讯作者南本孝文 博士解释说：“我们系统地操纵这些猴子的 D1R 和 D2R，方法是向它们注射特定的受体结合分子，抑制它们对 DA 信号的生物反应。通过正电子发射断层扫描-基于动物大脑的成像，测量了受体结合或阻断的程度。”然后，在实验条件下，他们为猴子提供了执行任务以获得奖励的机会，并记录猴子是接受还是拒绝执行任务以及他们对与任务相关的提示做出反应的速度。
对这些数据的分析揭示了对决策过程的神经生物学机制的一些有趣的见解。研究人员观察到，基于感知收益和成本的决策需要 D1R 和 D2R 的参与，在激励动机（奖励的大小激励猴子执行任务的过程）和增加延迟折扣方面（比起较大但延迟的奖励，更喜欢即时的、较小的奖励的倾向）。也很明显，通过 D1R 和 D2R 的 DA 传输通过不同的神经生物学过程调节基于成本的动机过程，以获得收益或“奖励可用性”和成本或“与任务相关的能量消耗”。
纪子教授强调：“我们的研究揭示了两种多巴胺受体亚型的互补作用，在计算指导行动的成本效益权衡时，将帮助我们破译精神疾病的病理生理学。” 他们的研究带来了对未来的希望，通过操纵内置的奖励系统和提高动机水平，许多人的生活可以得到改善。
探索
动机取决于大脑如何处理疲劳
更多信息：崛由纪子 等，D1 和 D2 样受体差异介导了多巴胺能传递对猴子成本效益评估和动机的影响，PLOS生物学（2021 年）
由日本国立量子与放射科学与技术研究所提供
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