Via：pixabay

以下为朗读小姐姐全文音频

作者 |Hussain Ather

翻译 | 王齐家

审校 | 酷炫脑主创

朗读 | 鸽仔

美工 | 老雕虫

编辑 | 加薪

新的研究清楚地表明，"惊吓情绪"背后的大脑神经化学变化可能比我们预期的要复杂得多。

你伸手到炉子上拿起锅。

但是，你没有意识到的是，灶台燃气仍然开着。

哎哟! 

你被烫伤了。

这个痛苦的经历将给你上一课。

从意外事件中学习是适应性的，这样我们就不会重复我们的错误。当我们感到惊讶时，我们的大脑可能会被激发出额外的注意力。在最近的一项《自然》研究中，麻省理工学院的研究人员发现，有证据表明，一种荷尔蒙--去甲肾上腺素，在这些令人吃惊的时刻改变了大脑活动，从而改变动物的后续行为。

去甲肾上腺素是几种能使大脑充斥强大信号的化学物质之一。过去的研究表明，当我们感到兴奋、焦虑或警觉时，去甲肾上腺素会参与其中，并且它有助于学习。但新的研究显示，它在对意外情况的反应中起着强有力的作用。

去甲肾上腺素分子式

M.I.T.团队使用一种叫做光遗传学的方法来研究小鼠的去甲肾上腺素。科学家们在神经元中加入了特殊的光敏蛋白，当激光脉冲照射时，这些蛋白作为细胞的 "关闭开关"而工作。他们专注于修改一个被称为蓝斑核（Locus Coeruleus）的大脑区域，该区域拥有负责释放去甲肾上腺素的细胞。通过激光，研究人员能够阻止这些细胞在特定情况下产生荷尔蒙。他们将这种方法与照片标记相结合，这是一种蛋白质用光闪烁的技术，使科学家们能够观察盘状细胞的活动，然后确定产生了多少去甲肾上腺素。

然后，研究人员为啮齿动物设计了一个试错学习任务。当小鼠听到一种声音时，它们可以推动杠杆。一共有两种声音。在大约12千赫兹的高频音之后，推杆的小鼠得到了可以喝水的奖励。对于4千赫兹左右的低频音，推杆的小鼠得到了一个稍微不愉快的惊吓：一股令人不舒服的空气将吹向它们。随着时间的推移，小鼠学会了只在听到高频音时推动杠杆，因为它们这样做会得到水。当它们听到低频音时，它们会避开杠杆。

当研究人员检查了在这些事件中在大脑皮层内发生的情况时，他们看到去甲肾上腺素的分泌在两个不同的时刻激增：在小鼠推动杠杆之前，以及当啮齿动物收到水或一口空气时。

研究人员怀疑，去甲肾上腺素的第一次爆发表明，它在动物追求奖励的决定中起着某种作用。他们的一个实验支持了这种假设。当科学家们降低了音调的音量，使其更难区分高频、产水的音符和低频、吹气的音符时，小鼠显得很困惑。一些小鼠不愿意推杆，但有些还是推了。然后，研究人员使用他们的光遗传学关闭开关来阻止去甲肾上腺素的释放，这使得小鼠更加犹豫不决。似乎去甲肾上腺素的释放增加了小鼠在不确定结果的情况下冒险的几率。此外，研究人员跟踪了小鼠敲击杠杆前释放的去甲肾上腺素，发现它进入了大脑运动皮层，这个区域参与发送刺激肌肉运动的神经冲动。换句话说，大脑化学反应的激增有助于推动小鼠推动杠杆。

至于去甲肾上腺素的第二次飙升，研究人员发现，当小鼠收到一口空气或水时，这种化学物质就会被释放出来。当结果令它们感到惊讶时，这种大脑反应是最强烈的。例如，在小鼠学会将更高的音调与获得水联系起来之后，研究人员决定通过有时释放空气来改变一些情况。这些变化改变了小鼠的行为，例如，出乎意料的一口气使小鼠在下一次试验中对推动杠杆更加警惕。

而且，科学家们发现，当动物得到这些出乎意料的结果时，大脑皮层释放出更多的去甲肾上腺素。研究人员还发现，阻断去甲肾上腺素的释放使小鼠在掌握何时按下杠杆获得水奖励方面的准确性降低。这一发现有助于说明，去甲肾上腺素在帮助我们从意外中学习方面特别有用。

在未来的工作中，研究人员可以调查在人类中是否存在类似的过程。科学家们还可以研究去甲肾上腺素如何与其他化学信使（如多巴胺）一起工作，这些信使在我们对奖赏的反应中起作用。新的研究清楚地表明，"惊吓元素"背后的神经化学变化可能比任何人预期的都要复杂得多。

Via：《疯狂动物城》

参考文献（点击滑动查看）

1.  Ather, H. S. (2022). Unexpected Brain Chemistry Is behind the Element of Surprise. Scientific American. Available at https://www.scientificamerican.com/article/unexpected-brain-chemistry-is-behind-the-element-of-surprise/3.Mikhael, J. G., Gershman, S. J. (2019). Adapting the flow of time with dopamine. Journal of neurophysiology, 121(5), 1748-1760.

酷炫脑长期征集脑科学、心理学类文章，欢迎投稿

投稿请发邮箱：2829023503@qq.com

点这里，让朋友知道你热爱脑科学