多巴胺有助于数学规则和情绪

在多巴胺的影响下,前额皮质(标记)中的神经细胞可以更好地处理“大于”和“小于”规则
化学信使多巴胺(也称为幸福激素)不仅对动机和运动技能很重要。 看来它也可以帮助具有困难的认知任务的神经元。 蒂宾根神经生物学研究所的Torben Ott,Simon Jacob和Andreas Nieder教授首次展示了多巴胺在处理规则时如何影响脑细胞。 您可以在Neuron的早期在线版本中完整阅读研究。

当大脑摄入的多巴胺不足时,多巴胺的作用就变得非常明显,就像帕金森氏病一样。 多巴胺失衡会导致各种神经功能紊乱(尤其是运动),但也会导致心理能力下降。 多巴胺为我们的主要认知中心,即前额叶皮层集中提供了抽象思维,基于规则的决策和逻辑结论。 尽管具有重要的医学意义,但我们对多巴胺对健康大脑中神经元信息处理的影响知之甚少。

为了测试这一点,研究人员训练了恒河猴解决“大于”和“小于”数学问题。 从其他最近的研究中,研究人员知道前额叶皮层中的某些神经元回答了此类问题-这些“规则细胞”中的一半仅在应用“大于”规则时才被激活,另一半则仅在“小于”规则时才被激活。比”规则。

同时,在相关细胞附近排出生理上少量的各种物质。 这些物质可以产生与多巴胺相同的效果 - 或相反的效果 - 并且可以被多巴胺敏感的神经元吸附。 令人惊讶的结果是刺激了 允许“规则单元”表现更好,并更清楚地区分“大于”和“小于”规则。 多巴胺对“规则细胞”的工作质量产生积极影响。

该研究为多巴胺如何影响抽象思维过程(例如应用简单的数学规则)提供了新的见解。 Ott说:“有了这些发现,我们才刚刚开始了解额叶皮层中的神经细胞如何产生复杂的,目标导向的行为。” 随着对基础的更好的理解 在大脑的这一重要部位,结果可能具有医学意义。 尼德教授说:“这些新见解有助于我们更好地解释某些药物的作用,例如在严重的心理障碍时,可以使用这些药物,因为这些药物会 平衡 迄今为止我们还不太了解。”

原创文章

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更多信息: Torben Ott,Simon N. Jacob和Andreas Nieder:“多巴胺受体有区别地增强灵长类前额叶皮层神经元的规则编码。” 神经元,在线早期版,4 Dec. 2014。 DOI:10.1016 / j.neuron.2014.11.012