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作者 | Ingrid Wickelgren

翻译 | Caroline

审校 | 酷炫脑主创

朗读 | 胡恩

美工 | Jenny

编辑 | YJ

在最近的一项发表在《自然》杂志上的研究中，凯·泰伊（Kay Tye）和她的同事们发现了一些基本的东西：大脑中的一个分子 "开关"，它能够将一种事件标记为积极或消极。

从她记事起，凯·泰伊（Kay Tye）就想知道为什么她会产生这样或那样的感觉。然而，泰伊并不只是涉足心灵理论，她长期以来一直想知道大脑中发生了什么。在21世纪初的大学里，她找不到一门课来说明电脉冲如何在大脑的数万亿个连接中流动，从而产生感觉。泰伊说："学校里没有我想上的神经科学课程。"现在，泰伊在加州拉霍亚的索尔克生物研究所领导一个实验室。

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她回忆说，当她在博士论文中有一章专门讨论情感时，她受到了批评。有人告诉她，对情感的研究在行为神经科学中没有地位。泰伊当时表示不同意，她现在也是这个态度。"不然人们认为情感应该在哪里被抒发？难道是除了大脑以外的某个地方？"

从那时起，泰伊的研究小组朝着破译诸如孤独和竞争等不可言喻的经历的生物学基础迈出了一步。在最近的一项发表在《自然》杂志上的研究中，她和她的同事们发现了一些基本的东西：大脑中的一个分子 "开关"，它能够将一种事件标记为积极或消极。泰伊不再是追求这些问题的一个异类了，其他研究人员也在沿着同样的思路思考。"纽约市西奈山伊坎医学院的神经科学家丹妮拉·席勒（Daniela Schiller）说："如果你对任何重要的事情都有大脑反应，它是如何区分它是好是坏的？"这将在未来成为该领域的一个核心问题。

在泰伊的研究中，这种开关是在小白鼠身上被发现的。如果它在人类中也有类似的作用，它可能意味着一个人在听到冰激凌车而不是熊的咆哮声时大脑中被激活的是不同的轨道。这种切换机制对生存至关重要，因为动物需要在不同情况下采取不同的行动。"泰伊说："这是我们将感觉信息转化为动机意义的枢纽。"在进化中，这将直接决定你能否生存；而在现代社会，这将决定你的心理健康和你的生活质量。

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如果你的大脑开关被调整为负面经历占主导地位，可能会导致你出现焦虑或抑郁。相比之下，对奖励的过度渴望可能会引起成瘾的阴影。德克萨斯AM大学的神经科学家斯蒂芬·马伦（Stephen Maren）说，尽管他没有参与这项研究，但他相信这项工作可能以我们以前没有想过的方式探究病理学。虽然我们过去更多地把病理学想成是一个或另一个系统的紊乱，但马伦说，也许有些精神疾病是由大脑开关在积极和消极事件分配上的不平衡引起的。

作为一名研究生，泰伊通过杏仁核来研究情绪，从逻辑上讲，杏仁核是在大脑深处的一个情绪处理中心。2007年，她在一次会议上发表演讲，强调该结构除了在恐惧中的已知作用外，在应对奖励的学习中也很重要。她假设，杏仁核内不同的神经元组是记忆好的和坏的经验的基础。

在2015年发表的一篇论文中，当时在麻省理工学院的泰伊和她的同事在杏仁核的一个部分发现了这些神经元，该部分被称为基底杏仁核。小鼠需要一组神经元来学习一种声音预示着一口糖水，而另一组神经元则需要它们将一种噪音与轻微电击联系起来。为了找到这些细胞，研究人员使用了泰伊几年前开发的一项技术。这是对光遗传学的扭曲，即用光敏蛋白的基因来设计神经元。通常情况下，这使它们能够被光激活。泰伊设计了一种方法，使用光遗传学来追踪一组特定的神经纤维的连接。

在确定了奖励和恐惧的轨道后，泰伊想知道是什么决定了信号的路径。究竟什么是积极或消极的 "开关"？当研究人员对每组神经元中被开启或表达的基因进行编目时，有一个区别非常突出：消极路径中的神经元显示出更多的神经紧张素受体基因的表达，这种信号分子可以调节大脑的主要兴奋性神经递质--谷氨酸，它使一个神经元向其他神经元发射信号。

根据这一线索，泰伊和她的同事们绘制了所有向杏仁基底外侧释放神经紧张素的神经元图。他们发现有三组连接到大脑中的三个不同地方。为了弄清楚哪些纤维是相关的，研究人员做了一些不寻常的事情：他们使用了著名的基因编辑技术CRISPR，使每组神经元中的神经紧张素基因失效。马伦说，这是第一次使用基因编辑技术从特定的神经元群体中选择性地删除这种类型的神经递质。

结果是，在这些神经元群中，只有一个神经元群破坏了小鼠学习将音调与糖或冲击联系起来的能力。这一组神经元来自丘脑，一个大脑中的感觉中心。删除丘脑中这些神经元中的神经紧张素使小鼠学习蔗糖奖励的速度变慢，而预测休克的速度变快。这可以从一些行为中得到证明，如跑向提供糖水的地方速度变慢。人工激活这些神经元导致了相反的结果：食物反应的提升和恐惧反应的减弱。

这些发现表明，大脑的默认状态是消极的，需要神经敏锐素的输入来将其转换为更积极的东西。"我们需要一些东西来使我们的大脑进入一种状态，告诉它：'哦，这是一个有价值的环境。我应该让我的大脑系统了解奖励，"泰伊说，"如果我没有这么做，大脑可能会默认这种情况是糟糕的。"

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神经敏锐素的参与也解决了一个时间之谜。动物可以学会将刺激物--枪声与受伤的士兵或祖父母的来访与礼物--联系起来，这些刺激物相隔几十秒、几分钟甚至更长。但典型的神经元反应，如涉及谷氨酸的反应，发生在几毫秒内。泰伊说，神经紧张素可以放大谷氨酸信号并使其持续更长时间。

专家说，这项工作最终可能会导致对一些精神健康问题的治疗。一种减少神经紧张素活动的药物可能通过使大脑更偏向于恐惧状态来缓解成瘾和随之而来的寻求奖励的行为。相比之下，增强神经紧张素的作用可能会使焦虑或抑郁的人以更积极的方式看待世界。泰伊说："这个目标对于广泛的精神健康疾病来说是一个非常有吸引力的目标。"

剑桥大学的认知心理学家迈克尔·安德森（Michael Anderson）说，然而，目前还不清楚这一具体发现是否会对人们产生临床帮助。尽管如此，它的影响仍然可能是巨大的。安德森补充说："我们对情绪和调节的神经回路了解得越多，我们就越有可能在此基础上制定长期的干预措施。"

在短期内，这项工作在很大程度上扩展了情感的硬科学，部分是通过泰伊发明的用于解开大脑机制的新工具。"马伦说："这项工作是一项技术巡回赛。"在我们如何操纵神经回路方面，它确实把这个领域推向了新的方向。"

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参考文献（点击滑动查看）

1. Li, H., Namburi, P., Olson, J. M., Borio, M., Lemieux, M. E., Beyeler, A., ... Tye, K. M. (2022). Neurotensin orchestrates valence assignment in the amygdala. Nature, 1-7.

2. Namburi, P., Beyeler, A., Yorozu, S., Calhoon, G. G., Halbert, S. A., Wichmann, R., ... Tye, K. M. (2015). A circuit mechanism for differentiating positive and negative associations. Nature, 520(7549), 675-678.

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