研究揭示了精神兴奋剂对注意力和学习的作用机制

研究揭示了精神兴奋剂对注意力和学习的作用机制
任务和主要效果。逆向学习范式。两种刺激,一张脸和一个场景,同时呈现。一个与奖励结果相关,另一个与惩罚结果相关,具有100%的确定性随因。在每次试验中,计算机选择一张图像,参与者的任务是预测突出显示的刺激后是否会出现奖励或惩罚结果。然后给出了实际结果。刺激-结果之间的关联有规律地逆转,这是由意想不到的奖励或意想不到的惩罚结果发出的信号。在意外结果(逆转试验)后立即进行的试验的准确性是感兴趣的性能测量。任务图像经参考48的许可获得。b fMRI BOLD信号在所有三个阶段(N = 94名参与者)对意外结果和预期结果的影响均大幅下降。 In these dual-coded images, color indicates the size of the contrast estimate and opacity codes the height of the t values (plotting procedure: refs. 113, 114). Voxels with t values above the threshold of P < 0.001, uncorrected, are fully opaque. Significant clusters (here, P < 0.05 after whole-brain cluster-level family-wise error correction) are encircled in black for red blobs or in white for blue blobs. The results are overlaid on the group-average T1-weighted anatomical scan in MNI152 coordinate space. c Across all three sessions, unexpected outcomes increased face/scene stimulus-specific BOLD signal in visual association cortex (N = 94 participants; main effect of expectancy in ANOVA: F(93)= 182.97, P = 2.2e-16)。刺激特异性指数表示对比中与结果相关的BOLD信号(FFA:人脸-场景)- (PPA:人脸-场景)。箱形图显示中位数和第25和第75百分位,胡须延伸到最大值。1.5 *四分位数范围。数据密度核旁边的圆点表示平均值。d, e哌醋甲酯和舒必利(相对于安慰剂)对准确性和反应时间的主要影响的贝叶斯混合效应模型系数(N = 88名参与者)。图c中定义的箱线图。本文提供了源数据。MPH哌甲酯,SUL舒必利,arb单位任意单位。信贷:自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 32679 - 1

精神兴奋剂通常被用于治疗精神疾病或提高认知能力,但这些药物对每个人的效果都不一样,因为它们在个体之间和同一患者内部的效果差异很大。这种巨大的可变性为精神病学的治疗策略提出了一个主要问题,其背后的原因仍然不清楚。现在,人类大脑计划(HBP)的科学家们已经接近了解它们了。

其中一种药物是它是用于治疗的利他林(Ritalin)和Concerta的有效成分(ADHD),但也被健康的人广泛使用,因为它有改善认知的效果。哌醋甲酯部分通过增加多巴胺的水平起作用,多巴胺是一种神经递质的奖励系统。来自内梅亨大学医学中心(荷兰)和Donders大脑、认知和行为研究所(荷兰)的一组研究人员的一项新研究揭示了哌醋甲酯开启注意力和奖励学习的机制。

研究人员测试了一个假设,即哌醋甲酯对基于奖励或惩罚的学习的影响取决于一个人大脑中多巴胺的基线水平。为了验证这一点,100名年轻的健康成年人(在不同的阶段)接受了哌甲酯、舒必利(一种用于治疗精神分裂症症状的药物,其作用更有选择性)),或安慰剂,然后用在奖励/惩罚反转学习任务中成像(fMRI)。

在这项任务中,参与者学会了预测计算机选择的一张图片(人脸或风景)后是否会有奖励或惩罚。奖励结果包括一个绿色的笑脸和一个+ 100欧元的标志。惩罚包括一个悲伤的红色笑脸和一个- 100欧元的标志。无论是与奖励或惩罚相关的人脸还是景观,在任务中都会频繁变化,因此为了表现良好,人们必须持续关注,并根据预测误差灵活地更新自己的行为。

研究人员观察到哌甲酯和舒必利改善奖励的程度学习取决于基线多巴胺合成能力。此外,这些对学习的影响还伴随着纹状体(大脑深处富含多巴胺的区域)活动的增加,以及大脑后部专门处理面孔和风景的皮层区域活动的特异性增加。

他们的发现有力地支持了与哌甲酯相关的两个假说:第一,多巴胺通过作用于纹状体来增强与任务相关的皮层信号。第二,个体之间的差异纹状体中的合成能力解释了药物认知效果的可变性。

这项研究发表在自然通讯

更多信息:Ruben van den Bosch等人,纹状体多巴胺解离哌甲酯对基于价值和基于惊讶的逆转学习的影响,自然通讯(2022)。DOI: 10.1038 / s41467 - 022 - 32679 - 1
期刊信息: 自然通讯

由人脑计划提供
引用:研究揭示了精神兴奋剂对注意力和学习的机制(2022年9月27日),检索自2022年12月15日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-09-unravels-mechanisms-psychostimulants-attention.html
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