(L)大脑奖励中心(2012)的性质与培养分开

PET扫描研究对未来对精神分裂症,成瘾和帕金森病等疾病的研究具有重要意义。

作者:艾略特·巴福德

伦敦帝国理工学院的一项研究为我们的行为提供了前所未有的洞察力,以及对未来研究精神分裂症,成瘾和帕金森病等疾病的重要影响。

Paul Stokes博士医学系 和他的同事们花了三年多的时间对双胞胎进行大脑扫描,以测量大脑化学多巴胺的功能。 多巴胺被誉为“愉悦化学品”,因为它与奖励一起在大脑中释放。 斯托克斯说:“人们服用药物或喝酒时,得到快感或报酬的原因是由于多巴胺的释放。” 这种化学奖励可指导我们的行为并帮助我们学习。“多巴胺对于大脑内的正常过程以及异常过程都非常重要。”

大脑中的多巴胺释放因人而异,但非常高或低的量与精神疾病有关:精神分裂症患者中多巴胺释放过多,而酒精和物质使用障碍患者则少见。 多巴胺功能缺乏也被认为会导致帕金森病患者的工作记忆缓慢。

神经科学家仍然在推断多巴胺活性的这些变化是否是精神疾病的原因或其结果,但最难解决的一个问题是它们是否是遗传的。 正如我们现在知道精神分裂症可以遗传一样,人们对功能失调的多巴胺活性也可能在家庭中发挥作用的兴趣很大。 答案将对未来如何治疗这些疾病产生巨大影响。 “了解基因和环境如何影响多巴胺系统非常重要,”斯托克斯说。

纹状体小

纹状体位于大脑中央附近。 (图片: 生命科学数据库(LSDB))

多巴胺的大部分工作都是在大脑的一部分,称为纹状体,一种几乎埋在大脑中央的圆形肿块。 “纹状体是一个相当小的大脑区域,但对于奖励,情绪和一些认知功能也非常重要,”斯托克斯解释道。 纹状体分为三个部分,负责不同。 边缘纹状体具有奖励感和它提供的动力。 关联纹状体控制工作记忆和其他思维过程,而感觉运动纹状体有助于控制运动。 斯托克斯和他的同事分别考虑了这三个部分中的每一部分。

PET扫描他们的创新研究设计涉及PET扫描的变体。 PET以高分辨率检测对象体内的少量放射性,产生一系列可以组装成3D模型的“切片”。 放射性来自注入到受试者体内的示踪剂。 在这项研究中,科学家使用了F-DOPA,一种可充当多巴胺功能标记的化学物质。 F-DOPA会在释放多巴胺的任何地方在大脑中转化为多巴胺,因此PET扫描显示了双胞胎大脑中多巴胺的活动在哪里以及发生了多少。

查看双胞胎可以提供有关继承的信息,这些信息通常无法通过任何其他方式获得。 因为同卵双胞胎具有完全相同的DNA,它们之间的差异与它们的基因无关。 你可以通过找出双胞胎中的特征有多么相似来估计遗传的特征,如身高或智力。 例如,身高是高度可遗传的 - 双胞胎通常大约同样高 - 而智力是非常可遗传的,双胞胎往往有不同的智商。

像大多数双胞胎研究一样,该研究比较了同卵双胞胎和异卵双胞胎。 异卵双胞胎与其他任何一对兄弟姐妹一样,拥有50%的DNA,但是与同卵双胞胎同时出生的情况相比,它们是更好的比较。 斯托克斯和他的同事比较了这对双胞胎大脑中的多巴胺功能,并使用统计模型来估计其中有多大的差异是由他们的基因引起的,而有多少是由于环境的影响。

他们得出了两个主要结论。 首先,遗传遗传和使我们每个人独特的个体经历对纹状体中的多巴胺功能具有重要影响。 “这些通常是在生命中,青春期或成年早期发生的经历,”斯托克斯解释道。 相比之下,家庭环境中的因素,如分享家庭和共同成长的经历,几乎没有影响。

其次,边缘纹状体-奖励和动力的核心部分-受这些经历的影响要比其他部分大得多。 有趣的是,这表明游乐中心及其引导的行为主要是根据生活经验而非我们的基因来雕刻的。 这挑战了以前的假设,即多巴胺功能可以直接遗传,使精神分裂症和成瘾的原因更加神秘。

斯托克斯希望这些发现将为使用这种大脑成像技术的未来研究提供参考。 “我想做的是尝试使PET在诊断,治疗和结果指标方面更加有用。” 作为西伦敦一个大型社区心理健康团队的顾问精神病医生,斯托克斯希望他的影像学研究能够反馈到他的临床护理中。 他希望通过将患者从他的诊所招募到他的研究中,希望他们成为第一个受益于他的研究结果的科学诊断和治疗进展的人。

该研究得到了该研究的资助 医学研究理事会 提供美容纤体, 发表在杂志 神经精神药理学.

参考

PRA Stokes等。 “自然还是养育? 确定人纹状体多巴胺功能的遗传力:a [18F]-DOPA PET研究” 神经精神药理学 提前在线发表于24年2012月XNUMX日; 土井: 10.1038 / npp.2012.207