作者 | 刘颖 徐星
责编 | 霍麟 吉佳
古人有云,“饥来吃饭,困来眠”。吃饭与睡觉这一基本的自然规律,是生存所依赖的本能行为,这种本能行为的发生由能量代谢和奖赏体验的需求驱动。当今社会环境下,人们为了更好的生活而努力工作,在奋斗的同时,压力也总是如影随形。秋天的第一杯奶茶、美味可口的蛋糕、楼下新开的火锅店、“召唤师峡谷半日游”、泡吧等娱乐活动普遍成为大家偏爱的解压方式。为什么会有这么多类型的娱乐方式呢?其实本质上,这是人们在面对压力所表现出的一种具有积极的动机行为。然而这些解压方式是健康的吗?能够持久解压吗?
解压的真相
人们偏爱的解压方式,无论是美食还是娱乐活动,都可以刺激大脑多巴胺(Dopamine, DA)大量释放,带来愉悦的感觉,所以可以解压。但是相同的解压方式,时间久了,会不自觉地增加美食摄入量或者娱乐时长。例如,当你在刷各种短视频软件的时候,会不断增加冲浪时长,永远都有下一个新的视频在等着你。为什么我们会停不下来呢?在某种程度上,这可能是因为我们的机体奖赏发生了改变,让机体对于原本的奖赏效应不再满足,从而影响了我们的行为决策。在这样的变化过程中,发挥作用的主要是能量稳态系统和奖赏系统。
如果奖赏有程度之分,那么从一般食物、美食和娱乐活动到成瘾药物可以认为奖赏效应是递增的。生理条件下的摄食行为是以满足本能需求为目的的动机行为,当这种内在动机行为被奖赏效应“挟持”后,便会引发病理性的变化,如肥胖症,也被称为是“食物成瘾”,即机体即使已经饱腹,但面对食物,基于食物奖赏体验的动机,依然选择持续摄取食物[1];而药物引起的成瘾行为是由于药物的强奖赏效应,导致机体面对药物时动机增强,对药物的获取无法控制。而对于美食和娱乐活动来说,它们介于自然奖赏和药物奖赏之间,但随着压力的增加和时间的流逝,也可能有一定的机会发展成不易控制的“成瘾行为”。目前在成瘾研究中,还存在着一个尚未完全解决的问题:寻求药物和自然奖赏的本质是否具有相同的神经生物学机制?因此,为了更好的生活和平衡生理和心理的需求,我们需要深入了解面对奖赏,大脑是如何指导行为的。
来自Volkow, Wang, Tomasi, & Baler, 2013
正常动机下的奖赏——“乐”
动机行为的产生受到内在需求(饥饿、睡眠、口渴等)和外在诱发刺激(美食、成瘾物质等)的影响[2],是为了满足自身需求。由DA介导的奖赏相关行为,包括食物摄取和药物滥用[3]。虽然关于摄食行为研究的发现主要集中于体重管理、能量消耗和食物摄取量等方面,关注脑区主要是下丘脑[4];但因为摄食和奖赏间的紧密关联[5],对于摄食神经机制的研究也从奖赏相关行为切入,围绕中脑腹侧背盖区(ventral tegmental area, VTA)至伏隔核(NAc)这样的神经环路或者DA神经元展开[6]。因此,可以认为摄食行为的调控依赖于内稳态相关的下丘脑黑皮质素(melanocortin, MC)系统和奖赏相关的DA系统的相互作用[7]。MC系统中包含两类在摄食调控中功能相对的神经元,即抑制进食的前阿黑皮素原(proopiomelanocortin, POMC)神经元和促进进食的刺豚鼠相关蛋白(agouti-related protein, AgRP)神经元[8]。在摄食过程中,POMC神经元和AgRP神经元释放的神经递质和神经肽作用于VTA神经元上的相应受体, 动态调节DA神经元的活性,掌管摄食行为的完成[9]。
异常动机下的奖赏——“悲”
基于奖赏的正强化是跨物种间共同的进化生存策略。然而,在药物成瘾中,这种寻求正性奖赏的策略会发生转变,严重的甚至会影响生命健康。由于下丘脑MC系统(摄食行为的调控中枢)与中脑DA系统(成瘾药物的共同作用靶点)的紧密神经联络[10],在药物滥用过程中,奖赏、动机等行为主要依赖于DA系统参与的中脑奖赏环路,随着研究的不断深入,发现成瘾药物也会影响MC系统中下丘脑POMC神经元和AgRP神经元的活性[4]。在正常状态下,下丘脑的POMC神经元和AgRP神经元存在平衡效应,个体可以通过动机介导的摄食行为获取适度的奖赏,并及时停止;然而,当二者之间的平衡机制被打破,个体可以表现出动机的异常增强和奖赏获取行为的异常,例如强迫性觅药行为。
“乐”与“悲”的平衡
那么,动机行为与奖赏感受之间存在着怎样的关联?下丘脑的MC系统与VTA的DA系统是否通过反馈式相互作用调节着与奖赏相关的动机行为的发生?药物成瘾过程是否是上述神经网络病理性改变的结果,导致了本能行为被“篡夺”?这些问题都是研究药物成瘾、暴饮暴食和肥胖等异常奖赏摄取行为的思考方向。在未来研究中,可以从MC系统POMC神经元和AgRP神经元内在平衡机制深入探讨成瘾的形成(详情请点击下方阅读原文)。在生活中,我们要张弛有度、知足常乐,这样才能在得到解压的同时保持身心的健康。
参考文献
1. Filbey F M, Myers U S, Dewitt S. Reward circuit function in high BMI individuals with compulsive overeating: similarities with addiction. Neuroimage, 2012, 63(4): 1800-1806
2. Kalivas P W, Volkow N D. The neural basis of addiction: a pathology of motivation and choice. Am J Psychiatry, 2005, 162(8): 1403-1413
3. Volkow N D, Wise R A, Baler R. The dopamine motive system: implications for drug and food addiction. Nat Rev Neurosci, 2017, 18(12): 741-752
4. Zeltser L M, Seeley R J, Tschöp M H. Synaptic plasticity in neuronal circuits regulating energy balance. Nature Neuroscience, 2012, 15(10): 1336-1342
5. Rossi MA, Stuber G D. Overlapping brain circuits for homeostatic and hedonic feeding. CellMetab, 2018, 27(1): 42-56
6. Edwards N J, Tejeda H A, Pignatelli M, et al. Circuit specificity in the inhibitory architecture of the VTA regulates cocaine-induced behavior. Nat Neurosci, 2017, 20(3): 438-448
7. Koch M, Horvath T L. Molecular and cellular regulation of hypothalamic melanocortin neurons controlling food intake and energy metabolism. Mol Psychiatry, 2014, 19(7): 752-761
8. Sohn J W, Elmquist J K, Williams K W. Neuronal circuits that regulate feeding behavior and metabolism. Trends Neurosci, 2013, 36(9): 504-512
9. Shanmugarajah L, Dunigan A I, Frantz K J, et al. Altered sucrose self-administration following injection of melanocortin receptor agonists and antagonists into the ventral tegmental area. Psychopharmacology (Berl), 2017, 234(11): 1683-1692
10. Dileone R J, Taylor J R, Picciotto M R. The drive to eat: comparisons and distinctions between mechanisms of food reward and drug addiction. Nat Neurosci, 2012, 15(10): 1330-1335
作者:刘颖
中国科学院心理研究所,目前的研究方向是药物成瘾的脑机制研究。
作者:徐星
中国科学院心理研究所,主要的研究方向是社会奖赏的神经环路机制以及自闭症的发病机理。
生物化学与生物物理进展
《生物化学与生物物理进展》是国内外公开发行的全国性学术期刊, 由中国科学院生物物理研究所和中国生物物理学会共同主办。主要报道生物化学、分子生物学、生物物理学及神经科学等领域的国内外最新进展, 设有微型述评、综述与专论、研究报告、技术与方法、研究快报等十几个栏目。
《生物化学与生物物理进展》创刊于1974年。始终以推动生命科学发展和促进国家经济建设为宗旨,不断提高学术、编辑和出版质量。经过三十余年的不懈努力,已成为出版质量精良,在我国生命科学、基础医学及其他相关领域具有一定影响、深受广大读者欢迎及专家好评的学术期刊。被SCI、CA、俄罗斯文摘等国际权威检索系统收录。曾多次荣获国家级或省(部)级期刊奖。
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