Neuron：究竟是什么在控制我们的感知和决定？
多巴胺能和血清素能系统被认为对基本的神经和认知过程至关重要。将多巴胺和5-羟色胺传递到广泛的大脑结构的神经调节系统影响基本的生理过程，包括突触可塑性和神经回路的稳定。这些神经调节系统还参与各种认知过程，例如动机，情绪和学习。
但是，由于缺乏在快速时间范围内研究人类神经调节的化学特异性方法，我们对这些系统的理解受到了阻碍。
2020年10月12日，维克森林医学院的科学家在" Neuron "上在线发表了题为"Sub-second Dopamine and Serotonin Signaling in Human Striatum during Perceptual Decision-Making"的研究论文，该研究记录了与感知和决策有关的人脑中多巴胺和5-羟色胺水平的实时变化，首次揭示了人脑中的多巴胺和5-羟色胺信号传导在认知和行为方面的作用。
在这项观察性研究中，追踪了五名患者的神经递质多巴胺和5-羟色胺，2名患有帕金森氏病、3名患有原发性震颤的患者。研究人员将碳纤维微电极插入大脑深处，以检测和记录神经元释放的5-羟色胺和多巴胺，患有原发性震颤的患者对这项研究非常重要，因为与由产生多巴胺的神经元缺失引起的帕金森氏病不同，原发性震颤不被认为是由多巴胺或5-羟色胺功能的改变引起的。
当病人在手术室里醒着时，他们执行的决策任务类似于玩简单的电脑游戏。当他们执行任务时，在纹状体中测量多巴胺和5-羟色胺，纹状体是控制认知，奖励和协调运动的大脑部分。
研究人员将游戏描述为计算机屏幕上的一系列点，这些点通过位于屏幕中心的“十字准线”参考点移动。患者必须决定点移动的方向。有时，点将沿相同方向移动，而有时，点将更加混乱地移动，从而使决策更加困难。
然后，这些点消失了，患者不得不选择相对于固定点顺时针或逆时针移动的方式。使研究小组可以从人类大脑如何决定其感知感知的各个方面进行区分。
每位患者重复此序列200到300次，从而改变点的移动方式，从而改变患者决定所见内容的难度。患者必须表明自己对选择的信心。
该测试旨在跟踪患者感知点运动的能力以及对正确识别运动方向的信心，以此确定多巴胺和血清素的实际行为。试验是随机进行的，以使从一个试验到下一个试验的可预测性降至最低。
术前（顶部，绿色）和手术（底部，粉红色）的行为数据
结果表明，患者对点的方向的不确定性越高，血清素水平就越高。当确定性增加时，血清素水平降低。
研究还显示，在选择之前，多巴胺会因选择而上升，而血清素水平会下降，并且当两者都达到一定水平时，人们就会做出选择。多巴胺就像油门踏板一样，5-羟色胺像刹车一样，只有当两个系统都正确时，才允许选择行为。
总之，该研究为我们提供了迄今为止尚无法进入的人类大脑的独特窗口。揭示了这些神经化学物质在学习，大脑可塑性以及我们如何感知环境中所起的作用。研究将帮助我们和其他科学家更好地了解诸如5-羟色胺再摄取抑制剂之类的药物或药物如何影响认知，决策并影响诸如抑郁症之类的精神疾病。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.09.015