大脑动机-习惯通路在成瘾中的异常及氯沙坦的干预探索

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基于奖赏的目标导向行为和习惯性行为对于人类生存与社会生活都是十分重要的,这些行为既帮助我们在变化的环境中向外探索,又可以帮助我们在稳定的环境中减少认知负荷,其神经基础是大脑中的动机-习惯通路,具体包含由奖赏或惩罚等价值驱动的加工、寻求、以及自动化的认知和行为自适应改变等功能。失调的动机-习惯通路会导致精神和神经疾病,尤其是物质成瘾、病理性赌博、游戏成瘾等。动物模型表明,从动机驱动到强迫性成瘾物质使用的转变主要是由动机-习惯通路中的腹侧纹状体向背侧纹状体主导作用转变所介导的。然而,纹状体的神经适应性转变导致人类成瘾的具体机制仍有待确定。因此,迫切需要和动物成瘾模型对照的人类转化研究来考察动机-习惯通路在成瘾中的作用,特别是腹侧-背侧纹状体主导作用的转换,并以此为基础寻找新的、有效的治疗策略,从而提高对成瘾的干预能力。动物实验表明,肾素-血管紧张素系统和多巴胺系统之间存在显著的相互作用,其对中脑-纹状体等脑区有着明显的调节效应,最近的人类研究发现血管紧张素受体拮抗剂氯沙坦可以调节健康个体基于奖赏的学习表现,增大损失和奖赏反馈学习之间的差异,并抑制损失学习率。但是,尚不清楚氯沙坦是否可以调节动机-习惯通路。当前论文采用磁共振脑功能成像结合心理药理学干预以及计算认知神经科学方法,通过四个研究重点考察:动机-习惯通路中纹状体灰质体积与非物质成瘾症状之间的关联;动机-习惯通路中腹侧-背侧纹状体主导作用的转换在成瘾中的表现;氯沙坦作为新型干预手段对任务诱发下动机-习惯通路功能的影响;以及氯沙坦对大脑自发活动下动机-习惯通路的功能影响,具体如下:研究一在不受物质成瘾神经毒性干扰的情况下,通过结构磁共振脑成像进行维度分析,发现一般群体(即没有被诊断为游戏成瘾的健康人群)中游戏成瘾症状严重程度与动机-习惯通路中纹状体(腹侧和背侧)灰质体积之间显著的负相关,而且这种关联更多是体现在腹侧纹状体上,即在成瘾的发展阶段,腹侧纹状体起主导作用,它可能介导了最初的奖赏激励相关加工的失调。研究一提供了无成瘾物质神经毒性影响下的人类成瘾主要由动机-习惯通路中的纹状体主导的基本证据,但是成瘾中背侧和腹侧纹状体的功能作用还不清晰。因此在研究二中,结合线索重激活任务和磁共振脑功能成像技术,通过将成瘾大麻使用组和非成瘾大麻使用组与匹配的健康控制组进行比较,考察不同纹状体区域在不同成瘾状态组所起的作用。结果发现大麻线索暴露增加了使用者的唤醒度和渴求程度,两组大麻使用者在对大麻线索的反应中都表现出了更高的腹侧纹状体线索重激活反应,而只有在成瘾大麻使用者中观察到了背侧纹状体线索重激活反应。本研究表明腹侧和背侧纹状体主导作用的转换可能是成瘾的神经机制。通过研究一和研究二发现动机-习惯通路失调确实是与成瘾的发展有关。研究三以动机-习惯通路为靶点探索氯沙坦的影响,即采用社会奖赏延迟任务结合双盲、组间、安慰剂对照药理学实验设计和功能磁共振成像以及计算模型以检验氯沙坦是否可以调节动机-习惯通路的功能。结果发现,氯沙坦可以调节预期阶段社会奖惩的动机意义并影响后续的情感评价。在神经层面,氯沙坦增强社会奖赏预期阶段中腹侧纹状体和额中回的耦合。氯沙坦增强结果反馈阶段腹侧被盖区和背侧纹状体的预测误差信号,同时减弱社会惩罚加工中腹侧被盖区-脑岛之间的连接。这些发现揭示了氯沙坦潜在的神经动态调节机制,即增强社会奖赏动机的同时降低对社会惩罚的敏感性。研究四结合脑熵、基于种子点的功能连接和频谱动态因果模型,考察了氯沙坦对大脑自发活动的一般性影响。结果发现,氯沙坦会降低动机-习惯通路内脑区的脑熵以及以腹侧被盖区和腹侧被盖区为核心的功能连接,这表明氯沙坦可以抑制动机-习惯通路脑区的信息处理能力。采用频谱动态因果模型考察氯沙坦对动机-习惯通路内有效连接的影响,发现氯沙坦主要影响内侧前额叶和背侧纹状体相关的有效连接。综上所述,本文通过以上四个实验研究,系统地探索动机-习惯通路在非物质成瘾和物质成瘾发展中的作用,基于动物模型的结果在人类被试群体中进行了转化研究,发现腹侧-背侧纹状体主导作用的转换可能是成瘾发展的神经机制,这为未来的成瘾干预和治疗提供了理论和实验证据支撑。在此基础上,进一步探索了以动机-习惯通路为靶点,氯沙坦作为心理药理学干预手段对其的影响,并通过任务态和静息态磁共振脑功能成像,发现氯沙坦可以特异性的影响腹侧被盖区、腹侧纹状体和背侧纹状体等动机-习惯通路的核心脑区的神经活动,表明了氯沙坦干预动机-习惯通路失调相关的成瘾及其他精神障碍的潜在临床应用价值。
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