研究发现多巴胺水平的快速变化可能决定人类行为

科学家正在研究多巴胺，以了解决策和人类行为。

多巴胺是大脑中产生的一种神经递质，充当化学信使，促进大脑和身体神经细胞之间的沟通。

它涉及运动、认知和学习等功能。虽然多巴胺因其与积极情绪的关联而闻名，但科学家们也在探索它在消极经历中的作用。

发表在《科学进展》杂志上的新研究表明，人脑中的多巴胺释放在编码奖励和惩罚预测错误中起着至关重要的作用。

这意味着多巴胺参与从积极和消极经历中学习的过程，使大脑能够根据这些经历的结果来调整和适应其行为。

“之前的研究表明，多巴胺在动物如何从‘奖励’(也可能是‘惩罚’)经历中学习方面发挥着重要作用。但是，很少有人直接评估多巴胺在人脑中快速作用的作用，”美国维克森林大学医学院生理学、药理学和神经外科副教授 Kenneth T. Kishida 说。

“这是第一项针对人类的研究，旨在检验多巴胺如何编码奖励和惩罚，以及多巴胺是否反映了当今最先进的人工智能研究中使用的‘最佳’教学信号，”岸田说。

在这项研究中，该团队利用快速扫描循环伏安法(一种电化学技术)与机器学习相结合，实时检测和测量多巴胺水平(即每秒 10 次测量)。

然而，这种方法具有挑战性，只能在深部脑刺激(DBS)脑部手术等侵入性手术中进行。

DBS 通常用于治疗帕金森病、原发性震颤、强迫症和癫痫等疾病。

研究小组将碳纤维微电极深深插入三名参与者的大脑深处，这三名参与者计划接受 DBS 治疗特发性震颤。

当参与者在手术室里清醒时，他们玩了一个简单的电脑游戏。当他们玩游戏时，对纹状体进行了多巴胺测量，纹状体是大脑的一部分，对于认知、决策和协调运动很重要。

在游戏过程中，参与者的选择要么受到奖励，要么受到实际货币收益或损失的惩罚。游戏分为三个阶段，参与者从积极或消极的反馈中学习，做出最大化奖励和最小化惩罚的选择。

岸田说，这项研究表明，多巴胺不仅在大脑中传递积极和消极经历的信号中发挥着作用，而且在试图从这些结果中学习时，它似乎以一种最佳的方式发挥作用。

“同样有趣的是，大脑中似乎可能存在独立的通路，分别与多巴胺系统相关，以奖励和惩罚经历。

Kishida 说：“我们的结果揭示了一个令人惊讶的结果，即这两条通路可能在时间尺度上略有变化的编码奖励和惩罚体验，时间间隔仅 200 到 400 毫秒。”

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