0

0
0

文字

分享

0
0
0

調控多巴胺神經元,讓老齡雄果蠅找回愛愛的動力

活躍星系核_96
・2015/07/17 ・2054字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 593 ・九年級

文/林政達(國立暨南國際大學應用化學所生物醫學組 碩士)

我們常會看到一些跟性功能障礙有關的廣告,總是會特別關注中老年人:過去的臨床研究中已經證實[1],人類的性慾及性活動力會隨著年齡的增長而降低。但為什麼年紀越大會越來越「不行」?大腦如何調節我們對這些慾望的需求,其中複雜的神經網絡與所涉及的分子機制至今仍難以釐清。

最近暨南大學應用化學所生物醫學組的傅在峰副教授與他的研究團隊,利用神經科學研究中經常使用的模式生物–果蠅(Drosophila melanogaster )做為研究對象,來研究這項議題。果蠅如同人類一般,老年雄性果蠅的性活動力也較年輕力壯的年輕雄蠅來的低,研究者利用了遺傳技術補充老年雄果蠅體內的多巴胺量(dopamine level),竟使老年雄果蠅「回春」了,研究團隊甚至在果蠅腦中找到一群名為PPL2ab的多巴胺神經元,發現它是調控老年雄果蠅重新找回愛情動力的關鍵。此研究已被發表在2015年6月30日出刊的自然通訊(Nature Communications)期刊[2]

正在交配的果蠅。source:Luc
正在交配的果蠅。source:Luc

 果蠅:你也懂我?研究員:「瞭若指掌!」

果蠅因為生活史短、可大量繁殖,自20世紀初便是遺傳學研究者愛用的模式生物。同時,科學家們在果蠅身上建立了許多豐富且精巧的基因工具,以藉此觀察基因、神經網路與行為之間的關係:這些技術也已相當成熟,並在神經科學的研究上扮演了重要的地位。

而果蠅的求偶行為也已經被科學家們充分地觀察和定義,整個羅曼蒂克的求愛過程要從雄果蠅的主動獻殷勤開始:一開始牠會鎖定對象(orientation)並圍繞著心儀的雌性(following),接著嘗試與對方的肢體接觸(tapping與licking)並透過化學訊號來確認對方是否為適合的伴侶,進而使出十八般武藝拍擊振翅唱著情歌(singing),最終被心儀的雌性接受並成功交尾(copulation)達到傳宗接代的重要任務;過程中雌果蠅通常扮演著被動卻關鍵性的 「同意或拒絕」的角色。

科學家藉由記錄初次見面的一對果蠅在固定時間內雄果蠅對雌果蠅的求偶頻率,以及從互相見面到開始追求所花費的時間長短,得以量化雄果蠅性活動力的強弱。

Credit: Marla B. Sokolowski from Nature Review Source: Nature
Credit: Marla B. Sokolowski from Nature Review Source: Nature

多巴胺與性慾

多巴胺是一種重要的神經傳導物質(neurotransmitter),它能調節動物許多重要的生理反應,包括性慾與深陷羅曼蒂克的愛情。臨床證據顯示,當給予帕金森氏症(Parkinson’s disease)患者多巴胺促進劑治療後,除了可減緩病徵外,也曾有部分病例出現性慾增加(hepersexuality)的情況[3]。在傅在峰副教授此次發表的研究當中發現,不管是利用給予多巴胺前驅物(L-DOPA)的方式,或是利用基因工具增加老年雄果蠅的多巴胺量,皆可使上年紀的雄果蠅性能力顯著回升。

PPL2ab多巴胺神經元

果蠅的大腦中約有280顆左右的多巴胺神經元,根據這些神經元的細胞體及神經纖維的走向可以區分為13個群集(clusters)[4]。而本研究最大的突破,便是證實其中獨特的PPL2ab神經元群集為調控雄果蠅求偶行為強度的關鍵。

利用基因工具專一性地增加PPL2ab神經元的多巴胺量,可使40天大的老年雄果蠅的性活動力提升;反之,若專一性地抑制PPL2ab神經元的多巴胺量,則可使10天大的年輕雄果蠅的性活動力顯著下降。重要的是,多巴胺在這些神經元的變化皆不影響到果蠅的活動力(motor activity)、化學感覺的敏感性(感受性費洛蒙的嗅覺與味覺能力)與壽命。

雖然人類比果蠅大腦的神經網絡複雜得更多,但是了解果蠅腦中具有如此關鍵調控性活動力的神經元,是神經科學研究上重要的契機。透過理解這群神經元的分子調節機制,或許可提供未在來哺乳類動物研究上發現促進或抑制性慾開關的切入點,或許會成為改善老年人、性功能障礙者之性慾低下或人道地抑制性暴力者之性慾的契機。

Credit: Shu-Yun Kuo et al. Source:http://www.nature.com/ncomms/2015/150630/ncomms8490/fig_tab/ncomms8490_F5.html (a, b) Intersectional genetic approach基因工具原理示意圖 (c)利用intersectional genetic approach的方式可以專一性地顯示特定PPL2ab神經元在果蠅大腦的分布 (d,e)使用intersectional genetic approach專一性地增加PPL2ab神經元的多巴胺量並分析老年雄果蠅的性活動力,實驗組(深灰柱)相較於兩個對照組(淺灰及白色柱)性活動力顯著地提升。
Credit: Shu-Yun Kuo et al.    Source:Nature
(a, b) Intersectional genetic approach基因工具原理示意圖
(c)利用intersectional genetic approach的方式可以專一性地顯示特定PPL2ab神經元在果蠅大腦的分布
(d,e) 使用intersectional genetic approach專一性地增加PPL2ab神經元的多巴胺量並分析老年雄果蠅的性活動力,實驗組(深灰柱)相較於兩個對照組(淺灰及白色柱)性活動力顯著地提升。

References

  • [1] Corona, G. et al.Age-related changes in general and sexual health in middleaged and older men: results from the European Male Ageing Study (EMAS). J. Sex. Med. 7, 1362–1380 (2010).
  • [2] Shu-Yun Kuo et al. PPL2ab neurons restore sexual responses in agedDrosophila males through dopamine: Nature Communications 6:7490 (2015).
  • [3] Politis, M. et al. Neural response to visual sexual cues in dopamine treatmentlinkedhypersexuality in Parkinson’s disease. Brain136, 400–411 (2013).
  • [4] Mao, Z. & Davis, R. L. Eight different types of dopaminergic neurons innervate the Drosophila mushroom body neuropil: anatomical and physiological heterogeneity. Front. Neural Circuits.3, 5 (2009).
文章難易度
活躍星系核_96
754 篇文章 ・ 93 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

2

4
2

文字

分享

2
4
2
「科學家也需要 Art!」持續破解果蠅大腦神經迴路的李奇鴻
研之有物│中央研究院_96
・2022/04/11 ・6084字 ・閱讀時間約 12 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文/歐宇甜、黃曉君、簡克志
  • 美術設計/林洵安、蔡宛潔

神經科學與視覺

我們怎麼「看到」顏色,「察覺」東西在動?大腦如何產生視覺?中央研究院「研之有物」專訪院內細胞與個體生物學研究所所長李奇鴻,他是國際知名的神經科學家,過去長期在美國國家衛生院(National Institutes of Health)做研究,2018 年回到中研院貢獻自己所學。李奇鴻的實驗室主要是以果蠅視覺系統為模型,研究神經元如何在發育過程形成複雜的突觸連結,以及神經迴路如何產生視覺來引導動物行為。

李奇鴻是國際知名的神經科學家,研究神經迴路如何產生視覺來引導動物行為。圖/研之有物

技術帶動神經科學研究

神經系統如何運作?這對以前的科學家來說是黑盒子。由於大腦發生錯誤或出問題時,會直接表現在外在行為上,早期科學家想了解人腦運作機制,只能透過腦部哪裡受傷壞掉或中風等,知道腦部的大概功能區域,但沒辦法進入細胞層次。

「在生物學的發展上,除了需要有智慧的思考,其他都要靠技術去推動。你可能想到一個有趣的題目,但也許要 30 年後,才出現足夠的技術來解決問題。」李奇鴻舉例,從光學顯微鏡、電子顯微鏡、電生理技術、分子生物學到結構生物學發展,每個都在細胞、分子、及系統層次開啟了新的世界。

隨著顯微技術與遺傳工程日益完備,果蠅成為現今熱門的腦科學研究對象。李奇鴻指出,「果蠅的生長速度快,相較老鼠要幾個月成熟,果蠅只要兩週。果蠅的大腦複雜程度介於人和單細胞生物中間,結構跟人高度相似,成果可應用在人身上。」

因此,近 10 幾年來是神經科學大起飛時代,科學家透過遺傳學方法控制果蠅的神經元活性、觀察行為,藉此了解哪些基因會影響大腦發育和運作,逐漸破解神經迴路的奧祕。

「我在選博士後研究時,想到底要做線蟲、老鼠、魚、果蠅或其他模式生物?最後才選果蠅。回想起來,近年剛好碰到果蠅相關技術蓬勃發展,選果蠅是很正確的決定!」李奇鴻笑道。

李奇鴻引用知名神經科學家 David Marr 的三層假說(tri‐level hypothesis),認為大腦運作有三個層次:

  1. Computation level(運算):神經系統在做的事,如分辨顏色、觀察東西移動、辨認物體是圓是方、是蘋果或橘子等。
  2. Algorithm level(程序):神經系統的操作方式、程序怎麼做。 
  3. Implementation level(實行):神經系統如何透過神經元、神經網路來達成這個程序。

李奇鴻表示,「過去多數神經科學家都在討論 computation,再探究 algorithm,卻沒辦法解決 implementation 。現在因為具備技術,科學家終於能找出 implementation,再回推上層問題,甚至發現 algorithm 跟原本想的不一樣。」

視網膜感知系統怎麼運算?

關於神經系統的操作方式(Algorithm level),也有因為技術進步而解決爭議的案例。李奇鴻舉例,以前神經科學家在研究視覺系統感受物體運動的機制,曾出現幾種理論,HR 理論認為神經訊號是用乘法,另一派 BL 理論認為是用減法,爭議了很久。

近年科學家發現,原來視網膜感知系統的運算機制是混合的,一共三種,稱為 HR-BL 混合視覺運動偵測器。過去兩派都只對了一半。

關於視網膜感知系統的運算機制,過去 HR 理論和 BL 理論都只猜對其中一種方向(打勾處)。資料來源/Current Biology

Hassenstein-Reichardt(HR)模型:從昆蟲行為研究而來。

  1. 當有偏好方向(從左到右)的視覺刺激出現,左邊的光感應神經元收到訊號,這個信號會被延遲(時間 τ),接著右邊的光感應神經元收到訊號,兩者的訊號會同時到達下游的神經細胞(X),訊號將會相乘,生成運動訊號。
  2. 當有非偏好方向(從右到左)視覺刺激出現,兩個訊號會在不同的時間到達,不會生成運動訊號。

Barlow-Levick(BL)模型:從兔子電生理研究而來。

  1. 當有偏好方向(從左到右)的視覺刺激出現,左邊的光感應神經元收到訊號,接著右邊的光感應神經元收到訊號,但它為抑制訊號且會被延遲(時間 τ),左邊的訊號會先到達下游的神經細胞,生成運動訊號。
  2. 當非偏好方向(從右到左)視覺刺激出現,左、右兩個光感應神經元的訊號會在相同時間到達,刺激訊號和抑制訊號互相抵銷,不會生成運動訊號。

持續分析果蠅大腦的神經迴路!

近代電腦的所有運算都能用 and、or、Xor 三個邏輯閘表達,科學家想知道,大腦裡有沒有類似但更高階的神經迴路運作方式?「從感官到行為比較容易觀察和操作,目前在視覺運動方面的神經迴路運作,我們知道的最多。」

李奇鴻近年在做昆蟲視覺與行為研究,發現昆蟲在感受顏色,如綠光和紫外光時,感光細胞的處理方式是先將紫外光跟綠光的強度做比較,把兩個光的強度相減,讓原本兩個訊號變成一個訊號,所謂的「顏色拮抗」。

「這種神經迴路能解析、比較兩個顏色強度的差異性,因為大部分在視覺上最重要的正是對比。拮抗運算模組能在一片訊號裡找出哪裡最強、其他較弱。其他感官機制也一樣,像觸摸物品時有凸出來的部分較重要,聽覺上要找出哪個聲音特別高等,讓最重要的訊號能凸顯出來。」李奇鴻補充道。

2021 年李奇鴻的團隊首次發現果蠅視覺系統堆疊了多套拮抗運算模組,以達成顏色及空間接受域雙拮抗的效果,成果發表在《Current Biology》。這樣的神經迴路可以比較相鄰的顏色,產生色彩區間對比感。「沒這樣的功能,我們就看不出紅配綠很悲劇了!」李奇鴻笑道。

科學家們正努力鑽研果蠅大腦的神經運算迴路,希望逐步整理出基本運算模組。或許有一天,看似複雜的大腦功能,都可能用基礎的迴路來破解!

李奇鴻實驗室所發現的顏色及空間接受域雙拮抗神經迴路。R1-R6 是吸收頻率範圍較廣的光接收器(輸出刺激訊號),R7 是吸收紫外光的光接收器(輸出抑制訊號),R8 是吸收綠光或藍光的光接收器(輸出刺激訊號)。從 R1-R8 接收光,輸出到神經細胞 Dm8 之後,會形成顏色拮抗效果。此外,相鄰的 Dm8 之間透過特殊的氯離子通道 GluClα 中介,會產生側向抑制作用(Lateral inhibition),形成空間拮抗效果。資料來源/Current Biology

老師是怎麼走上研究大腦神經科學這條路呢?

「我滿晚才走上科學研究的道路。我對電腦有興趣、喜歡寫程式,大學上中國醫藥學院醫學系,家裡也希望我當醫生。不過在實習時,我發現自己對治療病人沒興趣,反而對問題或疾病本身更有興趣。跟幾個老師談過之後,我決定不當醫生,跑去清華大學讀生命科學,後來就到中研院。」

因為有醫學背景,一開始比較想做能立刻解決問題的研究,像是用蛋白質跟毒素的綜合體來治療癌症。但後來了解,如果沒有深刻了解致病機制、沒有鑽進基礎科學研究,很難有突破。

後來去美國洛克斐勒大學攻讀博士,在洛克斐勒讀書期間,大家常互相交流,對我有很大的啟發。那時我在鑽研結構生物學,希望了解疾病真正的生理過程,曾解開愛滋病病毒跟人體信號傳遞有關的蛋白質結構。

博士畢業前,我接觸到神經科學,感到很有興趣,就去加州大學洛杉磯分校(UCLA)讀博士後,學神經科學裡的發育學,想了解大腦在發育過程是如何用不同分子在細胞間傳遞訊息。那時我待在很大的實驗室,老師不太管學生,要自己想辦法或跟旁邊的人學習,很多人素質都很高,學習環境很好。

之後我進入美國國家衛生院(National Institutes of Health,NIH)開始開實驗室帶自己的團隊,待了 16 年,算是真正進入神經科學領域,直到現在依然在做相關研究。

每個人的人生選擇,都被以前的經歷主導,如果沒有醫學背景,恐怕我不會去學結構生物學或走入大腦神經科學領域。

老師在美國的研究很順利,那是什麼契機才決定回臺灣呢?回來後是否有不適應之處呢?

「我 26 歲出國,在美國也待 26 年,幾乎完全融入美國生活,實驗室運作得蠻好,連太太也是美國人。但在美國很多年後,內心出現一個很深感覺:我在臺灣待過這麼久,臺灣是我進入科學的起點,也許該回來教教臺灣的子弟。」

剛開始有些想法,曾受邀回臺演講幾次,但沒有下決心。後來出現一個重要轉捩點。中研院分子生物研究所 30 週年慶時邀我回來演講,那時有機會跟歷任所長聊天,這些所長中許多是我過去在中研院碰過的老師。聊了後感觸很深,發現每任所長都要面對分生所的成長或各種問題,每個所長都有獨到的見解和重要貢獻。

我看到分生所運作得很好,覺得非常感動, 內心想:也許我回來能效法他們,也許對中研院細胞與個體生物學研究所的發展能有一點點實質貢獻。

雖然如果待在美國國家衛生院,我也會有這樣一個機會,但還是想帶自己的子弟,把力氣用在自家子弟身上,讓自己的國家和組織進步。我想將在美國國家衛生院學到的經驗,像哪些組織可以運作、哪些不行,嘗試帶回臺灣。

我很清楚可能碰到的問題,像科學研究會受影響,要重新花幾年時間建立實驗室,但那次契機讓我徹底下定信心。我曾跟廖俊智院長開玩笑,就算不給我錢,我大概也會回來。因為真的覺得這是一個很好的機會,自己能為中研院、為臺灣做些事。畢竟中研院也一直都像我的家!

不過,畢竟過去在美國實驗室和家裡都是講英文,只有打電話給媽媽會說臺灣話,因此, 2018 年剛回臺灣時,國語講得不太流利,臺灣話反而比較流利。

老師覺得美國的研究環境有哪些優點?希望將什麼樣的新觀念、新風氣帶進臺灣呢?

「國外最大特點是學術交流很頻繁,雖然國內也蠻頻繁,但他們交流層次更深入。也就是說,我跟參與的老師交流之後,常能改變想法、做事方法或方向,且是正向的改變。」

國外老師受邀演講,會很積極在幾小時內一直談,在一天中完全沉浸其中,不單講出自己在做的東西,也要求聽眾給予批評或建議等,彼此有深度交流,我每次參加都覺得收穫很多並產生合作可能性。

國內我的經驗是,演講結束後比較缺乏機會跟其他老師深度溝通,領完演講費就屁股拍拍坐高鐵回來。這可能是國內的慣有模式,我覺得需要改變。現在所內我也要求大家,既然花錢請老師來,一定要做深度交流,請對方給予建議。

重要的不是形式或邀到諾貝爾獎得主之類,而是在演講結束後、這個人走出我的辦公室、這些人離開後,對我做的事或做事方法,是不是有什麼實質的改變?在其他科學家交談中是否能得到啟發,改變自己的思考或做實驗方式?或聽聽別人告訴你,你還有哪些沒想到的地方?

分享,也是一種很重要的技術,在交流過程中,當我們可以把一件事講清楚,自己也會茅塞頓開,知道問題在哪。

現在所裡的計畫是把老師分成各種不同興趣小組,組內做交流或有跨組活動。其餘像寫計劃、申請經費、經營實驗室或撰寫並發表文章,這些是基本技術問題。

做任何工作,一個是基本的核心技術,如果沒有「技」就無法生存;另一個是 「藝」(Art) , 可以驅動你一直做下去。訓練人才時,除了培養技術,還要訓練 Art。

老師提到工作上需要 Art,科學家的 Art 是指哪些部分?可以說明得更詳細嗎?

「我想在科學裡面,Art 有很多面向。例如,你怎麼選擇一個問題,怎麼找切入點,如何把一個大問題拆成幾個可攻破的部分,一步步去解開,這是一種 Art。尤其在選擇問題和切入點上,要有獨特的見解或洞燭先機才能成功。」

科學家必須創造有用的知識。什麼叫有用的知識呢?就是聽到學到後,會改變你想事情的方向或做事的方法。很多東西都可以研究,只要科學方法夠嚴謹,都可以得到一些知識。但到底要選擇什麼題目呢?什麼叫做有趣的問題呢?評斷這些就是科學的 Art 。

如果說在人類前面是一個黑暗深淵,知識像光照亮我們前面的路,科學家就像站在最前面,要知道如何踏出那一步?怎麼踏出去?這是 Art。

當科學家看到一個問題、問題成形後,最重要的關鍵是如何選擇一個核心問題去解決。就像玩拼圖時,要放下去最核心、最重要的那塊拼圖。

我回到臺灣後,覺得這裡的研究環境很好,儀器不輸人家,老師很優秀。但可能我們多半只是關注自己的研究,沒有花時間認真去思考,最重要的一塊拼圖在哪裡?當我們有更深度的交流,才能找到最核心的那一塊,做出最重要的貢獻。

李奇鴻說,科學家必須創造有用的知識,也就是會改變做事和想事情方法的知識。至於要選擇創造什麼知識,需要用 Art 來判斷。圖/研之有物

老師在國外的實驗室時是如何帶領研究團隊呢?對年輕的科學家有什麼樣的期待嗎?

「在碩士、博士訓練中最重要的關鍵,是從「讀」科學變成真正「做」科學。我們攤開一本教科書,看到裡面講這個、那個,只是讀人家的科學。即使去念了原始文章,仍然是看著科學怎麼被別人做出來而已。」

自己真正做研究才知道,教科書上每一頁、每一句,背後都可能有數千篇文章支持,那時才知道自己很渺小,懂得謙虛,了解自己一生能做的有限。

所以,每次要跨出一小步,要想該怎麼跨最有效率、得到最大效果。我認為,在碩士班或博士班,最重要的就是了解這種感覺。

有些學生可能覺得,反正我很渺小,世界這麼大,即使做一輩子,即使最成功的科學家,也不過是得到教科書上面的一句話而已,我怎麼做都沒關係啊。 但我們必須帶領學生了解,這個計畫不是老師叫你做才做,而是讓學生覺得這個計畫是自己的,有前進和發展的空間,就像自己的小孩,必須負責。

以前在碩、博士班,剛開始學會技術、實驗做出結果,或能像人家一樣發表文章,會很高興,但這很短暫,真正的轉捩點是我知道有什麼事,是全世界任何人都不知道的那種驕傲,才是真的能支持很久的。我還記得在某一天做到早上五點,從實驗室走出來,知道有個東西全世界只有我知道的喜悅!

當學生曾感受這種發現真實的快樂,你不用規定他早上幾點來、晚上幾點走,他自己就有動機做。

當一個人想這東西應該是怎樣,想辦法做實驗證明出來時,那真的是一種快樂。我想,這是任何其他行業都沒辦法比較的!

學生是要培養成未來的科學家、獨當一面,應該讓他自己走。即使在你看得到的地方,也要讓他自己走出來,而且,他自己想到的,比你告訴他來的有用。

其實,我當老師最興奮時,是學生告訴我那些我不知道的事,會覺得很喜悅,學生想到我沒想到的東西,表示他們有進步,比我還厲害,這很棒!

延伸閱讀

所有討論 2
研之有物│中央研究院_96
248 篇文章 ・ 2046 位粉絲
研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

0

12
5

文字

分享

0
12
5
當你談戀愛時,大腦發生什麼事?
Bonnie_96
・2022/02/14 ・2715字 ・閱讀時間約 5 分鐘

編按:青春期是人體變化最劇烈的時期,除了身體上的「第二性徵」開始發育蠢動外,身體內的賀爾蒙也開始活躍流竄,讓你在課堂間、捷運上,都時不時對他人陷入「可以色色」與「不可以色色」的理智與慾望的拉鋸戰……。你是未滿 18 歲的青少男女嗎?是否對該如何理解「性」感到迷惘?這次《談性先修班》專題,以「未滿 18 歲可以看」的初衷製作系列文章,邀請各位讀者認識那些「能看 A 片前,你要知道的性知識」!

你暈船了嗎?因為對方言語曖昧、掛睡陪伴,不小心就動了真感情,或是看到喜歡的人就「鹿了」(內心出現小鹿亂撞、心動的感覺)。有想過,為什麼在某一刻我們會決定愛上對方嗎?或是,有好奇過,當我們感覺到愛的時候,腦中發生什麼事嗎?

有人說,愛情就是一連串的化學反應。其實,不能說錯,因為真的有些神經傳導物質,像是常見的多巴胺、正腎上腺素,或是催產素等,都會讓我們覺得心動,或是內心出現粉紅泡泡的戀愛感。

最常聽到的約會攻略,無疑就是帶對方去看恐怖電影,因為隨著劇情高潮迭起,他們就容易將心跳加速、情緒高漲等生理反應,歸因於對對方心動或有好感。這是應用心理學 1960 年代超經典的實驗「吊橋效應」的概念:男性在吊橋上和實驗女助手擦肩而過,男性會因為吊橋搖晃而感到心跳加速、緊張、恐懼,以為自己對對方有感覺、深受對方吸引。

因為錯誤歸因自己的反應,而不小心「暈船」……。

隨著恐怖片高潮迭起的劇情,人們容易將心跳加速、情緒高漲等生理反應,歸因於對異性的心動或好感。圖/Pexels

愛,不只是一堆化學反應而已 

但當然,「愛」不只是化學、生理反應,它也涉及情緒感受、認知層面。就像你會愛上對方,可能是因為對方願意為你犧牲付出,在長時間的陪伴和相處之下,覺得彼此心靈契合等。在這樣的時刻下,你可能心動了。

美國雪城大學的奧提格(Stephanie Ortigue)等人,就比對過去與愛情相關的功能性磁振造影(Functional magnetic resonance imaging,fMRI)的研究結果。這些 fMRI 研究主要是透過磁振造影技術來測量在熱戀、充滿母愛,或無條件付出愛等不同類型的關係下神經元活動所引發之血液動力的改變。

雖然過去所有和戀愛相關的 fMRI 研究都指出,與大腦獎賞系統有關的神經傳導物質多巴胺、催產素受體,是促成彼此建立關係的重要動機。但根據奧提格的研究發現,不同類型的愛,其實會涉及更高層次的認知功能,像是社會認知等。

「暈船」和墜入愛河的時候,我們的大腦究竟發生什麼事?曖昧、戀愛時,腦中會產生哪些神經傳導物質,這些物質又會在我們腦中有什麼作用?接下來,就來一一介紹!

「多巴胺」讓你每刻都想和對方黏在一起

經歷熱戀期的情侶,一定有過深受對方的吸引,愛得無法自拔,甚至覺得一秒不見如隔三秋。其實,這和腦中釋放出的「多巴胺」(dopamine)有關。

身為神經傳導物質的多巴胺,它參與大腦的獎勵/酬賞(reward)系統的工作。也就是說,當我們做了一些會讓自己感到開心、愉悅的事情,像是運動、飲食或戀愛等,都能促進多巴胺分泌。順帶一提,讓人上癮的吸毒、賭博和酗酒等行為,也同樣會釋放多巴胺。

明明才剛見面而已,但分開後的你已經忍不住想起對方?或是,每次都迫不及待地想見到對方、渴望對方的陪伴等,這些都是讓你愛到無法自拔的「獎勵」。這樣的渴望得到滿足後,也讓你感到快樂和滿足。 

吸毒、賭博和酗酒等行為,也同樣會釋放多巴胺,讓人感到快樂和滿足。圖/Pixabay

直接來場實驗看看大腦到底發生什麼事!

巴特爾斯(Andreas Bartels)和澤基(Semir Zeki)兩人找來 17 名參與者 ,請他們凝視自己深愛的另一半、朋友的照片,並透過 fMRI 觀察他們的腦中發生什麼變化。結果,在出現另一半的照片裡,參與者在與多巴胺相關的腦區,包含尾狀核(caudate nucleus)和基底核(Putamen)的活動都明顯增加,這也和引起歡愉、獎賞有關。

「正腎上腺素」讓你談戀愛後小鹿亂撞、吃不下睡不著

當我們被對方吸引時,大腦不只會分泌多巴胺,也會釋放出正腎上腺素(Norepinephrine)。

正腎上腺素不僅會讓人頭暈目眩、精力充沛、情緒高漲,甚至會有食慾下降和失眠的情況。換句話說,你墜入愛河後,可能吃不下、睡不著的原因,可能都是正腎上腺素在偷偷作怪。

其實,正腎上腺素在我們面對壓力,是引發「戰或逃」(fight or flight)模式非常重要的神經傳導物質。它會讓人心跳加速、提高血糖和血壓濃度等,讓我們的身體保持在警惕狀態,來應對緊急狀況。面對喜歡的人,你可能小鹿亂撞、怦然心動,也都和正腎上腺素有關喔!

催產素 aka「抱抱荷爾蒙」是彼此維繫情感的關鍵

在一段關係裡,讓你決定義無反顧地走下去,可能是和對方的相處時,你可以感受滿滿的安全感,或是能夠在互相信任的關係下,分享彼此的心事等,進而對對方產生依戀的感覺。這也呼應提出「愛情三元論」 史坦伯格(Robert J. Sternberg)所認為的親密(intimacy)元素。

而催產素(Oxytocin)在維持彼此依戀關係、情感連結有著重要的基礎。催產素,主要由下視丘分泌,儲存於腦下垂體後葉(posterior pituitary),不只維繫情感,也能提升同理心、促進溝通。過去,在自閉症患者相關研究中,發現自閉症者血液中的催產素濃度相較正常人低很多。

此外,催產素會在哺乳、分娩過程和性交時大量釋放。主要有刺激乳頭促進乳汁產生、收縮子宮促進分娩,以及促進雙方之間的信任與依戀感的功能。所以,催產素維持不僅在愛情關係扮演重要角色,在親子關係中也是。

催產素又有一個可愛的別稱,叫做「抱抱荷爾蒙」。不管是和對方或是家人朋友等人抱抱的時候,你是不是會感受到對方滿滿的愛意、安全感呢?這其實和催產素的釋放有關,而且也有利於鞏固彼此的關係。

擁抱時,能感受到滿滿的愛意和安全感,和催產素的釋放有關。圖/Pexels

參考資料

  1. Ortigue, Bianchi-Demicheli, Patel, Frum, & Lewis. (2010). Neuroimaging of Love: fMRI Meta-Analysis Evidence toward New Perspectives in Sexual Medicine. The Journal of Sexual Medicine, 7(11), 3541-3552.
  2. Bartels A, Zeki S. The neural correlates of maternal and romantic love. Neuroimage 2004;21:1155–66.19 Bartels A, Zeki S. The neural basis of romantic love. Neuroreport 2000;11:3829–34.
  3. Modahl, C., Green, L., Fein, D., Morris, M., Waterhouse, L., Feinstein, C., & Levin, H. (1998). Plasma oxytocin levels in autistic children. Biological psychiatry, 43(4), 270–277. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9513736/
Bonnie_96
20 篇文章 ・ 26 位粉絲
喜歡以科普的方式,帶大家認識心理學,原來醬子可愛。歡迎來信✉️ lin.bonny@gmail.com

2

1
0

文字

分享

2
1
0
喝醉為何令人飄然微醺?淺談酒醉的腦部神經變化——《文豪酒癮診斷書》
聯經出版_96
・2022/01/08 ・2585字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 作者 / 廖泊喬

酒精對於神經系統而言是外來的物質,並不是體內本來就有的,因此,神經受到外來物質的刺激,會有一套免於長期受傷、自我適應的方法,我們稱之為神經自我適應(neuroadaptation)。這是一個神經自然而然、在每個人身上都會發生的反應,在神經的適應過程中,依照時程的長短,會有漸進式的生理與情緒反應。

一起, 享受, 人 的 免費圖庫相片
當酒精刺激神經系統後,神經會漸進的適應,於是產生了各種感受。圖/Pexels

以酒精來說,每一次飲酒可以分成三個階段:酒醉期、酒退期、無酒期,若是從成癮科學的角度來看,我們可以把這三個時期歸納成酒醉的「暴飲與中毒期」(binge and intoxication)、酒退的「戒斷與負面情緒期」(withdrawal and negative affect),與無酒的「沉迷與渴求期」(preoccupation and anticipation, craving)。

三個階段分別著重在不同腦區功能的表現,算是腦部不同區位的接力賽。飲酒的影響是環環相扣、周而復始的,而對神經的影響,同樣反覆不斷且次次加深,以下我們將分別從這三個階段討論在酒精初期、中期、長期的影響下,個人會有哪些漸進式的反應。

酒精成癮三階段。圖/聯經出版

酒醉期:暴飲與中毒期

以酒醉期來看,初期使用會有舒服、飄飄然的「微醺」感覺,可能令感官更為敏感,開心愉悅等,統稱為欣快感(即前述的愉快感)。這是因為飲酒之後,腦部分泌出多巴胺,讓人產生愉快感,但需要注意的是,這裡的多巴胺是短時間內大量分泌,對神經來說太過度,是一種負面的刺激。

女人穿著紅色襯衫喝
剛攝入酒精時,腦部會分泌出多巴胺使人產生愉快的感受。圖/Pexels

隨著酒精使用時間越長,神經會啟動保護機制,讓身體對酒精這樣的外在刺激較為鈍化、不敏感,以減少神經受到反覆的傷害。因此,一段時間後,喝酒引發的欣快感越來越少,反應越來越麻木,逐漸回到還不錯、還可以的感覺(good feeling),當飲酒產生的欣快感降低,人們為了達到同樣效果,便只剩下一個方法,那就是再多喝一些酒,增強神經的刺激與多巴胺的分泌,勉強維持酒精一開始擁有的效果。

久而久之,喝酒感受到的正面情緒更少,連還不錯的感覺都可遇不可求,酒精這時候只剩下稍微麻痺壓力、短暫宣洩情緒的作用,喝酒僅僅成為避免讓自己不開心(dysphoria escaping)的行動,喝完之後,酒的效果一消失,便僅能繼續獨自面對壓力與負面情緒。更糟的是,酒精這樣的麻痺解憂效果,會隨著使用時間增加而失去效用!

酒退期:戒斷與負面情緒期

酒退期則是指退酒時,也就是戒斷症狀的表現。初期退酒的時候,人們會感覺到活力下降、體力減退(feeling reduced energy),因而反應較為遲鈍或疲憊想睡覺。我們可以想像成腦部在飲酒後大量分泌多巴胺,連儲存的那一份也都用掉了,因此退酒時的多巴胺來不及跟上,分泌量不足,而導致整體活動力下降。

一起, 三葉草, 休息 的 免費圖庫相片
進入酒退期後,人們會感覺到活力下降、遲鈍或想睡覺。圖/Pexels

飲酒一段時間後,在退酒狀態下,除了活力下降、想睡覺以外,人們對於外在刺激的興奮感(feeling reduced excitement)也會逐漸減弱,換句話說,原本日常生活能得到的滿足與興奮感,會因為神經自我適應而減低刺激的強度,讓人因此感到「無聊」、生活的趣味減少、提不起勁,這都是興奮感減弱的表現。

久而久之,體力不好、意興闌珊、對什麼事都提不起勁,甚至開始出現情緒低落、焦慮、不安等負面感覺(feeling depressed, anxious, restless),都是長期飲酒後典型的退酒時的表現,神經對於刺激鈍化、興奮感消失,反而更加深不舒服的感覺,最有名的就是李白所說的「舉杯銷愁愁更愁」,也就是這一段時期,他因為長期喝酒,除了提不起勁、感受不到快樂外,退酒時的心情也更為鬱悶憂煩了。

無酒期:沉迷與渴求期

沒有酒精的時候,人們會想到喝酒與喝酒帶來的舒服感覺,這種感覺不只是來自於心中,也有部分來自於身體的依賴。一開始在還沒有喝酒前,對酒往往是喜愛的,會有一股「若能喝點酒,就能放鬆、紓壓、開心」的感覺,這是一份嚮往的期待感,驅使我們尋酒、飲酒。初期飲酒,人們還享受著酒精帶來的效果。

一段時間後,這份期待感逐漸在神經自我適應下,變成較難以控制的渴望感,這種渴望,和一開始的期待感不一樣,有種迫切性與難以替代性,也就是說,從喜歡而「想要」的喝酒狀態,成為渴望而「需要」的飲酒模式。中期飲酒,酒精成了滿足渴望的解藥(desiring drug),「喜歡」酒的念頭和「需要」喝酒的想法已經開始脫鉤,這時人們不一定喜歡喝酒,但似乎需要喝。

不快樂, 享受, 人 的 免費圖庫相片
在神經自我適應下,「想要」的喝酒狀態可能漸漸轉變成「需要」喝酒的模式。圖/Pexels

久而久之,這種渴望感會逐漸變成強迫感,好像非要喝酒才能得到滿足,這時,心中時時盤踞著酒,「需要」喝酒也成了「不得不」喝酒,在這樣的長期飲酒下,人們對於酒精著迷以外,還會用盡方法取得酒,當自我控制的力量減弱時,被強迫感會越來越明顯,尤其會和原先「喜歡」酒的那份感覺越走越遠,成為「不得不」被動地喝酒。

以上分別從酒精成癮的三個階段,描述了短期、中期與長期使用可能造成的影響,喝酒一開始是開心興奮而充滿期待的,但反覆飲酒後,神經為了保護自己不受傷害,自動產生神經自我適應,長期下來,人們不得不喝酒,喝酒僅僅剩下解除當下憂煩、避免現在不開心的作用,而這部分的影響,是值得重新深思與重視的。

——本文摘自《文豪酒癮診斷書》/ 廖泊喬,2021 年 12 月,聯經出版公司

延伸閱讀

所有討論 2
聯經出版_96
21 篇文章 ・ 17 位粉絲
聯經出版公司創立於1974年5月4日,是一個綜合性的出版公司,為聯合報系關係企業之一。 三十多年來已經累積了近六千餘種圖書, 範圍包括人文、社會科學、科技以及小說、藝術、傳記、商業、工具書、保健、旅遊、兒童讀物等。