熊熊冷知識

早安你好，我是蝦喵，他是熊熊。熊熊的我來了，正如我冷冷地走，我搖一搖尾巴，不留下一點知識。

今天的蝦喵熊熊冷知識要來跟大家聊多巴胺。為什麼要聊多巴胺呢？因為蝦喵自以為越小的東西越好寫 (咦？)，結果發現完全不是這樣 (掩面)。好吧，其實聊完咖啡之後，一直很想介紹一下神經傳導物質，而剛好多巴胺大概是大家最熟悉，也是目前研究上了解比較多的神經傳導物質。登愣！就決定是你啦，多巴胺！

拜許多科學傳媒之賜，一提到多巴胺很多人就立刻想到愛的化合物、快樂物質。心情不好嗎？那來點多巴胺嗨一下吧！但事情真的是這樣嗎？讓我們看下去。

多巴胺是什麼？

多巴胺 (dopamine) 是一種單胺 (monoamine) 類的神經傳導物質，在大腦中主要分布在中腦的腹側被蓋區 (ventral tegmental area, VTA) 和黑質 (Substantia nigra)。這篇我們會主要專注在腹側背蓋區的多巴胺神經元。臨床上，多巴胺的相似物 L-多巴 (L-dopa，可以在中樞神經系統內被轉換成多巴胺) 被用來治療帕金森氏症 (Parkinson’s Disease)，一種神經傳導功能失常導致的運動疾病。那到底什麼是神經傳導物質呢？神經傳導物質是一種神經細胞之間用來傳遞訊息的化學分子。常見的有：麩胺酸 (glutamate)、γ-胺基丁酸 (γ-Aminobutyric acid, GABA)、乙醯膽鹼 (acetylcholine)、多巴胺、血清素 (serotonin) 等。

簡單說明一下吧，很多人小時候在班上上課都會偷傳紙條對吧? 這個例子裡神經傳導物質就像是那張紙條，而每個人就像是一個又一個的神經細胞，座位間的距離則是突觸間隙。神經傳導物質一般在軸突的突觸被釋放，跨過突觸間隙後被另一個神經元上的接收器接收，就像是一個人把訊息透過紙條傳給下一個人一樣。不過事實上的狀況比傳紙條更複雜一點，神經傳導物的 "那個分子" 只會在A神經元的突觸和B神經元的接收器間移動，訊息接著在B神經元內以電訊號傳遞，接著再次以神經傳導物的方式傳遞到C神經元。所以比較貼近事實的舉例是，每位同學接到紙條後看一遍記起來，然後自己把內容寫到另一張紙條上遞給下一個人XD

吃肉長肉、吃多巴胺長多巴胺？

多巴胺分子本身是沒有辦法通過血腦屏障進入大腦的，也就是沒有辦法通過那個保護我們大腦免受外來物質侵擾的強大結界，所以單純的攝入多巴胺是沒有任何效果的。不過呢，前面所提到的多巴胺相似物 L-多巴 可以通過血腦屏障，這也就是為什麼帕金森氏症的患者是服用 L-多巴 而非直接吃多巴胺。

多巴胺和情感連結

多巴胺和愛情的連結應該是從田鼠 (voles) 的研究開始的。田鼠是少數一夫一妻的哺乳類動物 (僅有3-5%的哺乳類為一夫一妻)，很多田鼠甚至配偶死了也不會再娶再嫁，如此癡情的小生物當然就吸引了想研究伴侶間情感鏈結 (pair bonding) 的科學家們。研究發現，交配過的母鼠，伏隔核 (Nucleus Accumbens) 中的多巴胺增加了51%。如果抑制了多巴胺的其中一種接受器 — D2 receptor，讓突觸後神經元無法接收多巴胺，田鼠的對伴侶的偏好就會消失 — 待在伴侶身邊的時間會大幅下降。[1] 但喜歡待在伴侶身邊真的等於愛情嗎？讓我們來看看情感連結的反面—寂寞吧！

多巴胺與寂寞

最近的一篇文章發現在中縫背核 (dorsal raphe) 的多巴胺神經和寂寞有關。中縫背核有非常豐富的血清素神經元，是腦中主要的血清素來源，但其中也有少數的多巴胺神經元。研究發現，長期孤單的老鼠在和其他老鼠互動時，這些在中縫背核的多巴胺神經元會活化。如果刺激這些神經元，長期孤單的老鼠會傾向和其他老鼠有更多互動，反之，如果抑制這些多巴胺神經元，長期孤單的老鼠反而喜歡寂寞寂寞就好。[2] 有趣的是，當沒有其他鼠伴時，老鼠並不喜歡這些神經元被刺激的感覺，作者覺得這是因為當刺激這些神經元時，激發了老鼠社交需求的渴望，[2] 如果刺激的當下沒有鼠伴可以滿足社交需求，反而會更加覺得孤單寂寞冷。

多巴胺與快樂？

但多巴胺最讓神經生物學家癡迷的，還是在於最著名的獎賞預測 (reward prediction) 的實驗。你或許聽過著名的古典制約實驗：主人在每次放飯前都會先搖鈴，久而久之，狗狗聽到了鈴聲就會開始流口水。現在讓我們來看看狗狗的腦袋 (其實此研究是在猴子上做的)， 一開始多巴胺的神經元會在吃到飯的剎那產生大量的動作電位 (以下簡稱 "開始嗨")，等狗狗學會鈴聲和飯 (獎賞) 的連結後，多巴胺神經元在聽到鈴聲就開始嗨了，真正吃到飯的時候反而正常得很 (動作電位的頻率並沒有如之前上升)。突然有一天，搖了鈴，卻沒有食物，多巴胺神經元在該吃到食物卻沒有吃到的那刻就變得很down (動作電位的頻率下降許多)，幾乎停止產生動作電位。[3]

這告訴我們什麼呢？

1. 這代表多巴胺不只能反映 "獎賞" 的出現，甚至能 "預期" 獎賞的出現。如果結果比預期更好 (不預期有食物，而食物突然出現)，多巴胺動作電位的頻率就會上升；和預期類似 (搖鈴，食物出現)，頻率持平；比預期較差 (搖鈴，但沒有食物)，頻率下降甚至動作電位幾乎消失。

2. 多巴胺可能反映了獎賞到來的 "欣喜"，和對獎賞的 "興奮期待"。就像作者宅女蝦喵網購一項物品的時候，總是看著網路上顯示的包裹位置就興奮異常，也許比真正收到包裹還要欣喜。

光這項研究，其實和學習的關聯較大。真要扯到多巴胺和快樂的關係，還有以下一些證據。

第一個證據是惠騰 (Witten) 等人發現，如果給老鼠兩個洞，鼻子伸進A洞時會啟動事先置於老鼠腦內的裝置激活腹側被蓋區 (VTA) 的多巴胺神經元，伸進B洞則沒有任何作用。實驗發現，老鼠會不斷重複的把鼻子伸進A洞，卻鮮少伸入另一個。[4] 你說，既然老鼠會不斷地把鼻子伸進A洞，那牠一定很喜歡多巴胺被刺激的感覺吧？事情可能沒有這麼單純。

這個實驗最大的癥結在於，想要 (wanting)，並不一定等於喜歡 (liking) 或快樂。多巴胺可能會讓我們情不自禁重複做一件事，但重複做一件事並不代表我們真的喜歡做這件事，或是做這件事真的會讓我們感到快樂。就像是有時候蝦喵媽會情不自禁的幫蝦喵收拾房間，但也許蝦喵媽並不真的喜歡收拾房間，收拾房間也不真的讓蝦喵媽感到愉悅。聽起來像不像是癮頭發作呢？沒錯，這個迴路也被認為和成癮有關，而想要和喜歡的論述也常被用在討論成癮的機制上。

如果真的要說多巴胺和快樂有這麼一點關係，另一個證據來自多巴胺和憂鬱症狀的研究。戴 (Tye) 等人發現，抑制腹側被蓋區的多巴胺會使老鼠表現較為憂鬱：放棄掙扎且不嗜甜食。反之，如果激活憂鬱老鼠的多巴胺，老鼠的憂鬱行為便會有所改善。[5]

結論：

雖然科學家普遍同意包括多巴胺在內的大腦獎賞系統 (reward system) 和情緒、學習和成癮有關，但對於多巴胺是否讓我們感到快樂卻仍然有爭議。有許多科學家仍認為，多巴胺很可能只是讓我們情不自禁的想去做一件事，而不一定真的帶給我們心理上的快樂。

不過等等，就像惠子說的，汝非魚，安知魚之樂。這些數據都是老鼠和猴子研究得來的，我非老鼠亦非猴子，怎麼知道老鼠/猴子的多巴胺神經興奮的時候，老鼠/猴子到底在想些什麼呢？老鼠/猴子到底是快樂還是不快樂，想要還是不想要，說到底也只是我們一廂情願的看法，事實只有他自己知道，你說是吧?
 

註： reward 姑且暫翻成獎賞，reward system 姑且暫翻成獎賞系統

[1] Young, Larry J., and Zuoxin Wang. "The neurobiology of pair bonding."Nature neuroscience 7.10 (2004): 1048-1054.

[2] Matthews, Gillian A., et al. "Dorsal raphe dopamine neurons represent the experience of social isolation." Cell 164.4 (2016): 617-631.

[3] Schultz, Wolfram, Peter Dayan, and P. Read Montague. "A neural substrate of prediction and reward." Science 275.5306 (1997): 1593-1599.

[4] Witten, Ilana B., et al. "Recombinase-driver rat lines: tools, techniques, and optogenetic application to dopamine-mediated reinforcement." Neuron 72.5 (2011): 721-733.

[5] Tye, Kay M., et al. "Dopamine neurons modulate neural encoding and expression of depression-related behaviour." Nature 493.7433 (2013): 537-541.