有幻觉行为的老鼠揭示了对精神病的洞察力

不起眼的小白鼠为了解癌症、糖尿病和COVID-19等疾病提供了宝贵的线索。但当涉及到精神疾病时，实验室里的老鼠就被排除在外了，因为人们认为老鼠的啮齿类动物思维与人类的思维差异太大，无法提供对精神疾病的深入了解。

然而，一项新的研究表明，人类和老鼠的大脑在如何运作和失灵方面有着重要的联系。圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine)的研究人员设计了一种严谨的方法来研究幻觉是如何在大脑中产生的，这为开发急需的精神分裂症新疗法提供了一个有希望的切入点。

这项研究发表在4月2日的杂志上科学，提出了一种探索精神病定义症状——幻觉——的生物学根源的方法。研究人员训练人和老鼠完成一项基于电脑的任务，诱导它们听到想象的声音。通过分析任务的表现，研究人员能够客观地测量人和老鼠的幻觉事件。这种创新的方法使他们能够研究神经回路潜在的幻觉，打开精神症状的科学研究的大门，对身体其他部位的疾病已经卓有成效。

资深作者Adam Kepecs博士是神经科学和精神病学教授，也是医学院的BJC研究员，他说:“人们很容易接受这样的观点:精神病从根本上是人类的事情，然后说，‘忘了老鼠吧’。”“但现在，我们辜负了有严重精神疾病的人。的预后精神病患者在过去的几十年里并没有实质性的改善，这是因为我们并不真正了解这种疾病的神经生物学。动物模型推动了生物医学其他领域的进步。在我们找到在动物身上建模的好方法之前，我们不会在治疗精神疾病方面取得进展。”

当一个人与现实失去联系时，就会发生精神病。在精神病发作期间，人们可能会获得错误的信念(错觉)或自信地相信他们看到或听到的东西没有发生(幻觉)。精神病发作可能是严重精神疾病的征兆，如精神分裂症或躁郁症，但没有这种症状的人精神疾病也会出现幻觉等症状。

为了研究幻觉是如何发生的，kepecs和第一作者、冷泉港实验室的医学博士Katharina Schmack及其同事一起设计了一个可以由人和老鼠共同完成的电脑游戏。研究人员播放一种特定的声音，受试者通过点击按钮(人)或将鼻子戳到端口(老鼠)表示他们听到了这个声音。这项任务的挑战性在于用背景噪声掩盖声音。参与研究的人通过移动刻度上的滑块来评估他们准确识别真实声音的自信程度;老鼠通过等待奖励的时间来表示它们的信心。当一名受试者自信地报告说他或她听到了一种并没有真正播放的声音时，研究人员将其标记为类似幻觉的事件。

虽然设计简单，但这项任务似乎触及了产生幻觉的大脑回路。在实验中出现更多类似幻觉事件的人也更有可能经历自发的幻觉——这是通过旨在评估一般人群精神症状的调查问卷来衡量的——即使没有参与者被诊断为精神疾病。

人们的信念和期望会使他们产生幻觉。期待听到某个词会让人们更有可能真的报告说他们听到了它，即使它不是说出来的。事实上，之前的研究已经表明，容易产生幻觉的人特别容易受到这种启动的影响。

“人类的语言在嘈杂的环境中是很难理解的，”Kepecs说。“为了理解口语，我们总是在平衡我们对人类语言的先验知识和我们当时听到的内容。你可以很容易地想象这个系统会变得不平衡，突然之间你听到了一些东西。”

为了测试老鼠是否也能以同样的方式被启动，Kepecs和同事们通过调整声音播放的频率来操纵老鼠的预期。当声音被频繁播放时，老鼠更有可能自信但错误地报告它们听到了——就像人一样。

为了更好地将老鼠和人类的体验联系起来，研究人员还使用了一种诱导幻觉的药物。氯胺酮会导致视觉和听觉感知的扭曲，并可能引发健康人的精神病发作。在执行任务前服用氯胺酮的小鼠也报告了更多类似幻觉的事件。

在确立了老鼠和人之间这些关键的相似性之后，研究人员接着调查了幻觉的生物学根源。通过对老鼠的研究，他们可以利用大量的技术来监测和控制大脑回路，从而弄清楚在类似幻觉的事件中发生了什么。

大脑多巴胺一直以来都被认为与幻觉有关。出现幻觉的人可以用阻断多巴胺的抗精神病药物进行治疗。但是，多巴胺是如何改变大脑回路从而产生幻觉的，目前还不得而知。

学习时老鼠研究人员观察到，多巴胺水平的升高先于幻觉类事件的发生，而人为提高多巴胺水平会诱导更多的幻觉类事件。这些行为影响可以通过服用抗精神病药物氟哌啶醇来阻断，氟哌啶醇会阻断多巴胺。

“大脑中似乎有一个神经回路来平衡先前的信念和证据，多巴胺的基线水平越高，你就越依赖先前的信念，”Kepecs说。“我们认为，当神经回路失衡，抗精神病药物重新平衡它时，就会产生幻觉。我们的电脑游戏可能使用了同样的电路，所以幻觉类事件反映了这种电路的不平衡。我们对这种计算方法的研究感到非常兴奋幻觉跨越物种，使我们能够最终探索这种神秘体验的神经生物学根源。”

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