5-羥色胺是最著名的行為神經調節(jié)劑之一，有助于調節(jié)情緒，睡眠覺醒周期和食欲。有些人可以長期做一件事，比如每天都堅持跑步，但是卻沒有耐心把一件很繁瑣的事做完。學會抑制瞬間滿足的沖動對成功是至關重要的，但是大腦中如何調節(jié)耐心仍然是個未知數(shù)。
2020年11月27日，沖繩理工學院的科學家在"?Science Advances?"雜志上在線發(fā)表了題為"Serotonergic projections to the orbitofrontal and medial prefrontal cortices differentially modulate waiting for future rewards"的研究論文，該研究確定了促進耐心的大腦特定區(qū)域通過5-羥色胺的作用。
在該研究中，科學家將光纖植入了背縫核，并且將伏伏核、眶額皮層或內側額前皮層之一植入其中，通過照射光來刺激這些神經元在準確的時間釋放5-羥色胺。
研究人員訓練老鼠執(zhí)行一項等待任務，讓老鼠把鼻子放在一個被稱為“鼻子戳”的洞里，直到食物顆粒被送到。科學家們在75%的試驗中獎勵了這些老鼠。
在剩下的25％的試驗中（遺漏試驗），科學家們沒有向老鼠提供食物獎勵。他們測量了在沒有刺激5-羥色胺釋放神經元的情況下小鼠在遺漏試驗中繼續(xù)進行戳鼻子的時間（測試它們的耐心）。
當研究人員刺激釋放5-羥色胺的神經纖維進入伏隔核時，發(fā)現(xiàn)等待時間沒有增加，這表明5-羥色胺在大腦這個區(qū)域沒有調節(jié)耐心的作用。
但是，當科學家刺激老鼠的眶額皮質和前額內側皮質釋放5-羥色胺時，他們發(fā)現(xiàn)老鼠等待的時間更長，有一些關鍵的區(qū)別。
在眼眶額葉皮層，5-羥色胺的釋放與背溝核中5-羥色胺的激活一樣有效地增強了耐心。無論是固定的獎勵時機，還是不確定的獎勵時機，后者的影響都更大。
但是在內側前額葉皮層中，科學家僅在改變獎勵時機時才看到耐心的增加，而在時機固定時沒有觀察到效果。
研究表明，大腦各部位對5-羥色胺的反應差異表明，每個大腦部位均以不同的方式促進了小鼠的整體等待行為。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在老鼠等待食物時刺激這些神經元會增加它們的等待時間，當獲得獎勵的可能性很高但獎勵的時機不確定時，效果最大。換句話說，為了使5-羥色胺增強耐心，小鼠必須確信會有獎勵，但不確定何時到達。
為了進一步研究，科學家構建了一個計算模型來解釋小鼠的等待行為。
研究人員發(fā)現(xiàn)，該模型通過將5-羥色胺刺激下的預期獎勵概率從75％增加到94％，最適合等待時間的實驗數(shù)據。簡而言之，5-羥色胺增加了小鼠對他們正在進行獎勵試驗的信心，因此它們等待了更長的時間。
重要的是，該模型表明，刺激后溝核在眶額葉皮層和內側前額葉皮層中的可能性從75％增至94％，而對大腦區(qū)域的刺激僅分別增加了該特定區(qū)域的可能性。
證實了這兩個大腦區(qū)域正在相互獨立地計算獎勵的可能性的想法，然后將這些獨立的計算結果結合起來，確定小鼠將等待多長時間。
總的來說，這項研究很重要，它拓展了我們對不同大腦區(qū)域是如何受到5-羥色胺的影響，進而調節(jié)耐心的認識。更全面地了解5-羥色胺是如何影響大腦不同區(qū)域的，這對于改進某些特定藥物至關重要，比如用于治療抑郁癥的選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(SSRIs)。
End?
參考資料：
[1]?Serotonergic projections to the orbitofrontal and medial prefrontal cortices differentially modulate waiting for future rewards
