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恐惧、奖励与瓶子:我对神经遗传学专栏的更新

杜克神经遗传学研究揭示了基因因素如何影响大学生对压力和饮酒的脑部反应。

作者:Carl Zimmer
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五月,我在《Discover》杂志上撰写了一篇关于一项重要的神经科学实验的文章。杜克大学的神经科学家 Ahmad Hariri 正在收集数百名大学生的海量数据——从基因标记到心理特征再到功能性磁共振成像扫描。他希望这个他称之为杜克神经遗传学研究的项目,能够揭示我们基因的变异在多大程度上影响我们的大脑回路,并最终影响我们的个性和行为。Hariri 计划收集超过 1000 人的数据,但他和他的同事们已经开始分析他们已经检查过的数百名学生的数据,以寻找出现的模式。在开放获取期刊《心境与焦虑障碍生物学》(Biology of Mood and Anxiety Disorders)上,他们刚刚发布了他们的一些初步结果。虽然结果当然是初步的,但它们确实为神经科学的未来提供了一个有趣的视角。神经科学家们不再试图通过指向某个特定的基因或大脑区域来解释人类行为的某个特征,而是正在学习如何找到多个因素共同作用产生的模式。在他们的新研究中,Hariri 和他的同事们特别关注了问题饮酒。他们希望找到能够预测学生是否会开始饮用大量酒精的因素。其他科学家以前曾发现证据表明,压力事件——如父母去世、考试不及格等——有时会导致学生酗酒。但许多学生能够忍受这些困难,而不会最终频繁醉酒。Hariri 和他的同事们怀疑,这种差异可能与我们的大脑对压力和酒精的反应方式有关。当他们梳理了 200 名学生的**数据**时,他们发现有两个因素有助于预测一个学生是否是问题饮酒者。一个因素是他们大脑对奖励的反应强度。Hariri 和他的同事们通过让学生在接受脑部扫描的同时玩一个猜谜游戏来测试这种奖励反应。学生必须猜测一张卡片上数字的大小,然后他们可以看到他们是否猜对了。成功会导致一个被称为腹侧纹状体的大脑区域的血流激增——该区域对许多愉悦感做出反应。例如,戒酒的康复者看到一瓶酒的图片时,腹侧纹状体也会出现血流激增。这种激增在一些学生身上比其他人更强烈。腹侧纹状体激增更强的学生在压力事件后,问题饮酒的水平更高。但这并不是全部,Hariri 发现。还有一个额外的要求。在另一项测试中,他和他的同事们测试了人们的大脑对恐惧图像——例如,害怕面孔的图片——的反应。这些景象通常会引发一个被称为杏仁核的区域的活动激增。而对于同一个人来说,不同的人对同一张图片,其杏仁核的反应强度也不同。Hariri 发现,在压力事件后,那些奖励反应强烈的人会开始饮酒,如果他们同时对恐惧图像的杏仁核反应较弱的话。失业或遭受袭击带来的痛苦可能会促使人们通过酒精寻求慰藉。Hariri 的研究表明,一个人从酒精等药物中获得的奖励越强,他们喝的就越多。但如果一个高奖励感的人同时具有较高的杏仁核恐惧反应,情况就并非如此。杏仁核反应强烈的人可能会因为害怕醉酒的危险而感到焦虑,从而避免问题饮酒。然而,如果人们对威胁的感知不那么敏锐,那么他们可能没有任何东西阻碍他们摄入过量的酒精。科学家们在那些在研究期间就有问题饮酒习惯的学生中发现了这种压力、奖励和威胁之间的三向互动,他们在三个月后的随访中也发现了这种互动,当时他们发现一些学生已经出现了新的饮酒问题。与任何此类研究一样,我们将不得不等待并观察它是否会得到重复研究的支持。当 Hariri 收集到更多来自其他学生的数据时,他自己就能进行这类研究。如果这项研究被证实,科学家们最终可能会找到与高奖励、低威胁大脑相关的基因变异。一些研究甚至表明,单一变异就可以同时产生这两种变化。也许一份 DNA 测序公司的报告会包含一份变异列表,这些变异会使某些人在压力情况下更容易饮酒。另一方面,也有可能学生们的问题饮酒是先发生的,然后导致他们经历了压力事件。弄清所有这些联系需要一些时间。附注:对于数据爱好者来说,这里有一张论文中的图表。图 (A) 显示了腹侧纹状体与奖励相关的活动。图 B 显示了杏仁核对恐惧的反应。图表显示了人们在压力事件后出现问题饮酒的可能性。左侧图显示了腹侧纹状体奖励反应较低的人的反应,右侧图显示了高反应者。在每个图中,科学家们区分了高杏仁核反应(绿线)和低反应(蓝线)。那条突出的线属于高奖励、低威胁的受试者。

[图片来源:Dominic "Dome" 在 Flickr 上通过知识共享获得]

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