医学进展
2018年05月号
医学进展
人物与学科
医生日记

长期压力下,容易做出不明智的决定

作者:白蕊

美国麻省理工学院、麦戈文脑科学研究所的Ann M. Graybiel带领的团队研究发现:在权衡成本-收益做出决定时,连接前额叶皮层与纹状体中纹状质的脑环路会被激活,而慢性压力则会严重损坏这一环路,导致成本-收益权衡的异常。

有效地评估成本与收益是一项核心的生存技能,对人类而言,这项技能有助于做出最佳且合理的决定。然而,在神经精神疾病(焦虑、抑郁、双相情感障碍、亨廷顿病、精神分裂症、自杀意念等)或者慢性压力下,这项能力容易受损,从而引发荒谬的选择、做出高风险行为,造成严重后果。

Graybiel等对大鼠和小鼠的研究发现:慢性压力下,动物对成本-收益的评估出现异常,倾向于选择高成本/高回报,而这并非最佳决定。

研究人员在T-迷宫(T-maze)的两臂分别放置了纯巧克力牛奶(高回报)+鼠类所厌恶的强光(高成本),以及稀巧克力牛奶(低回报)+暗光(低成本)。一组动物暴露于长达14天的足部电击或约束性压力,另一组动物作为对照,并未暴露于压力。在面临T-迷宫中的选择时,压力组比对照组动物明显更常去选择纯巧克力牛奶+强光这种高成本/高回报的选项。

面对不同选择,为什么压力组动物会选择高风险/高回报呢?Graybiel等发现,压力组动物前额叶皮质前边缘区(prelimbic region of the prefrontal cortex,PFC-PL)神经元活性降低,而其对应的纹状质(Striosome)投射神经元活性增加,纹状体快放电(fast-spiking,FS)中间神经元活性下降、放电延迟。

对照组动物在面对不同选择做决定时,会形成PFC-PL→FS中间神经元→纹状质投射神经元这样的串联环路。在PFC-PL被激活后,FS中间神经元也被激活,而纹状质投射神经元被抑制。而在压力组动物,这彻底被改变了,PFC-PL活性降低,从而使FS中间神经元活性延迟甚至缺失,削弱了对纹状质投射神经元的抑制,使其活性异常增加,要知道在对照组动物,这些投射神经元的活性是很小的。压力组动物的这种改变类似于用光遗传学手段断开前额叶皮质与纹状质的连接。

而慢性压力带来的纹状质高活性改变,会给神经网络带来一系列影响。正常情况下,在面对2个成本/收益相冲突的选择时,纹状质投射神经元处于低活性,从而导致纹状体多巴胺能活性增加或改变,为动机冲突找到合理的解决办法。而慢性压力后,随着纹状质变得异常兴奋,这一机制也面临改变,再加上慢性压力本身也会减少纹状体多巴胺的释放,所以压力组动物倾向于做出正常情况下不会发生的选择:高风险/高回报。

研究人员认为,慢性压力之所以会导致异常决策,其背后的机制可能就在于纹状质这一环路的兴奋-抑制性发生了改变,纹状质变得比正常要兴奋很多。(作者:白蕊)

参考文献:Cell 2017;171:1191-1205

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