科學家發現了可以幫助你改掉壞習慣的大腦化學物質

但是大腦如何知道是時候放棄舊的策略並嘗試新的策略了？

一項新研究發表於 自然通訊 它揭示了這個問題。沖繩科學技術研究所 (OIST) 的神經科學家發現了一種關鍵的大腦機制，可以幫助動物適應環境突然變化的情況。這些發現可以提高我們對導致難以戒除習慣的疾病的理解，包括成癮、強迫症（OCD）和帕金森氏症。

「行為改變背後的大腦機制仍然難以捉摸，因為適應特定場景在神經學上非常複雜。它需要跨多個大腦區域的相互關聯的活動，」合著者、OIST 神經生物學研究單位負責人 Geoffrey Wickens 教授解釋道。

「先前的研究表明，膽鹼能神經元（釋放一種稱為乙醯膽鹼的神經傳導物質的腦細胞）參與了行為靈活性。在這裡，我們能夠使用先進的成像技術實時觀察神經遞質的釋放，並深入研究行為靈活性背後的基本機制。”

大腦如何面對意外的失望

為了研究這一點，研究人員訓練小鼠在虛擬迷宮中導航。動物們了解了獲得獎勵的路徑，並逐漸制定了實現獎勵的可靠策略。

然後科學家改變了規則。

切換獎勵路徑後，老鼠出乎意料地未能獲得預期的獎勵。研究人員使用雙光子顯微鏡監測了動物對這一令人驚訝的發現做出反應時大腦內部的活動。

「在神經層面上，我們發現大腦某些區域的乙醯膽鹼釋放顯著增加，」該研究的第一作者 Gideon Sarpong 博士說。 “在行為層面，我們看到更多的老鼠表現出所謂的‘失敗’行為，在沒有獎勵後改變了它們在迷宮中的選擇。”

“乙醯膽鹼增加得越多，小鼠改變未來選擇的可能性就越大。我們的結果表明乙醯膽鹼在打破習慣和做出新選擇方面的重要性。”

乙醯膽鹼有助於改掉舊習慣

為了測試乙醯膽鹼是否真正導致這種行為靈活性，研究小組降低了動物產生神經傳導物質的能力。

效果很明顯。小鼠表現出不那麼保守的行為，這使得它們在出現意外結果後不太可能改變自己的決定。結果證實，乙醯膽鹼在幫助大腦適應條件變化方面發揮重要作用。

有趣的是，並非每組膽鹼能中間神經元都以相同的方式反應。雖然大多數細胞釋放了更多的乙醯膽鹼，但一些小群細胞的活性幾乎沒有變化，甚至有所下降。

研究人員表示，這可能有助於保留先前成功行為的資訊。

「這表明老鼠不一定會忘記先前的獎勵路徑，而是會保留這些訊息，以防情況再次發生變化，」薩蓬博士說。

對成癮、強迫症和帕金森氏症的影響

研究人員強調，行為可塑性涉及一個比單一神經傳導物質或腦細胞類型大得多的網路。多個大腦區域和化學信號系統協同工作，幫助動物和人類適應不斷變化的情況。

然而，新的發現提供了這個難題的重要組成部分。

「但它是這個難題的重要組成部分，因為維持這些膽鹼能中間神經元的紋狀體的活動是該系統的重要組成部分，」威肯斯教授強調。

除了推進基礎神經科學之外，這項研究最終可能有助於改善神經精神疾病的治療。

「在帕金森氏症或精神分裂症等神經精神疾病的治療中，乙醯膽鹼水平經常會發生變化，因此了解這種神經傳導物質的功能對於許多神經精神疾病的治療至關重要，」威肯斯教授說。

「特別是，在成癮和強迫症等情況下，我們發現打破習慣和改變行為很困難。因此，了解行為靈活性的機制有一天可能會幫助我們發展出更好的治療方法。”