本文最初发表于The Conversation。
多巴胺似乎正处于流行文化的热潮之中。你可能在新闻中读到过它，在社交媒体上看到过关于“多巴胺操控”的病毒式传播帖子，或是在播客中听过如何利用这种分子在大脑中的作用来改善情绪和提高效率。但最近的神经科学研究表明，流行的控制多巴胺的策略是基于对其功能过于狭隘的理解。
多巴胺是大脑中的神经递质之一——这些微小的分子在神经元之间充当信使。它以在追踪我们对食物、性、金钱等奖励的反应或正确回答问题时的作用而闻名。在大脑干最上部的区域，有许多类型的多巴胺神经元负责制造并向大脑释放多巴胺。神经元类型是否会影响其产生多巴胺的功能，一直是一个悬而未决的问题。
最近发表的研究报告了一种神经元类型与多巴胺功能之间的关系，其中一种多巴胺神经元具有一项意想不到的功能，这很可能会重塑科学家、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
多巴胺以其在奖励处理中的作用而闻名，这一概念至少可以追溯到50 年前。多巴胺神经元会监测你对某种行为所期望的奖励与实际获得的奖励之间的差异。神经科学家将这种差异称为奖励预测误差。
在一家刚开业、看起来很普通但出乎意料地美味的餐厅吃晚餐，就是奖励预测误差的体现。如果你的餐食非常美味，就会产生积极的奖励预测误差，你将来很可能会再次光顾并点同样的餐。每次你再次光顾时，奖励预测误差都会缩小，直到你完全预期能吃到美味的晚餐时，它最终会趋于零。但如果你的第一顿饭很难吃，就会产生负面的奖励预测误差，你很可能就不会再光顾这家餐厅了。
多巴胺神经元通过其放电率和多巴胺释放模式将奖励预测误差传递给大脑，大脑利用这些信息进行学习。它们有两种放电方式。
阶段性放电是指快速的爆发，会导致多巴胺在短期内达到峰值。这发生在当你获得意外奖励或比预期更多的奖励时，比如你的服务员免费送你一份甜点，或者在账单上附上一张精美的便条和笑脸。阶段性放电编码了奖励预测误差。
相比之下，持续性放电描述的是当没有意外情况时，这些神经元缓慢而稳定的活动；它是阶段性爆发之间夹杂的背景活动。阶段性放电就像山峰，而持续性放电则是峰谷之间的谷底。
多巴胺的功能
追踪用于生成奖励预测误差的信息并不是多巴胺的全部作用。我一直在密切关注多巴胺的其他所有功能，通过我自己的研究，测量人们大脑中多巴胺神经元所在区域的活动。
大约 15 年前，开始有报道称多巴胺神经元会对厌恶事件做出反应——想想短暂的不适，比如一股空气吹到你的眼睛上、轻微的电击或输钱——而科学家曾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负面经历都做出反应，这导致了一种假设，即大脑中可能存在不止一个多巴胺系统。
这些研究随后进行了实验，表明存在不止一种类型多巴胺神经元。到目前为止，研究人员通过查看它们的基因谱，已经识别出七种不同的多巴胺神经元类型。
2023 年 8 月发表的一项研究首次根据神经元亚型解析了多巴胺的功能。西北大学Dombeck 实验室的研究人员检查了三种多巴胺神经元，发现其中两种追踪奖励和厌恶事件，而第三种则监测运动，例如他们研究中的小鼠开始跑得更快。
多巴胺释放
近期关于如何控制多巴胺效应的媒体报道，仅基于看似峰谷状的释放类型。当多巴胺神经元进行阶段性爆发时，就像它们发出信号表示奖励预测误差一样，多巴胺会被释放到大脑的各个部位。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放电多次。
多巴胺释放还有另一种方式：有时它会缓慢增加，直到获得期望的奖励。研究人员在 10 年前在大脑称为纹状体的区域发现了这种斜坡模式。多巴胺斜坡的陡峭程度反映了奖励的价值以及获取它的努力程度。换句话说，它编码了动机。
餐厅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。当你点了一份你知道会很美味的餐点，并且正在等待它上来时，你的多巴胺水平会稳步上升。当服务员将菜肴端到你的桌上，你咬下第一口时，多巴胺水平会达到顶峰。
多巴胺斜坡如何发生仍未确定，但这种类型的释放被认为是目标追求和学习的基础。未来关于多巴胺斜坡的研究将影响科学家对动机的理解，并最终改善关于如何优化多巴胺操控的建议。
多巴胺（S）在疾病和神经多样性中的作用
尽管多巴胺因其在药物成瘾、神经退行性疾病和注意力缺陷/多动障碍等神经发育疾病中的作用而闻名，但最近的研究表明，科学家对其作用的理解可能很快需要更新。在迄今为止已知的七种多巴胺神经元亚型中，研究人员仅表征了三种的功能。
已经有一些证据表明，多巴胺多样性的发现正在更新对疾病的科学认识。近期一项识别多巴胺神经元类型与功能之间关系的研究指出，运动导向的多巴胺神经元被认为是帕金森病中最受影响的神经元，而其他两种类型则受到的影响较小。这种差异可能带来更具针对性的治疗方案。
正在进行的关于解开多巴胺多样性的研究，很可能会继续改变并改善我们对疾病和神经多样性的理解。
Kimberlee D’Ardenne 目前获得美国国立卫生研究院 (R21-MH130924-01) 的资助，并且过去曾获得美国国立卫生研究院和国家科学基金会的其他资助。她还是美国科学作家协会和生命科学编辑委员会的成员。
