基本信息
- 项目名称：
- 药物成瘾研究的心理生理学技术初探
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 提出“药物成瘾可能是脑内奖赏系统和惩罚系统间平衡紊乱”的假设，建立脑内奖赏系统关键核团腹侧背盖区（VTA）和惩罚系统重要核团基底外侧杏仁核（BLA）电活动的同步记录技术，并联合多项生理指标同步记录。为药物成瘾脑机制的进一步研究提供了新的思路和新的综合性实验技术。
- 详细介绍：
- 药物成瘾问题是全人类所共同面临的一项重大难题。但长久以来药物成瘾机制仍不明确，亦无十分有效的戒毒方法。联合国《2010年世界毒品报告》成瘾问题在全世界范围内依然严峻，对成瘾机制的探究迫在眉睫。 Koob 提出成瘾是由早期奖赏效应（欣快）引起的正性情绪和晚期惩罚效应（戒断）引起的负性情绪双重强化而引起的。我们认为奖赏效应与惩罚效应是大脑对立而统一的功能体现，这两种效应应该贯穿整个大脑活动过程。基于这样的认识我们提出假设“药物成瘾是大脑奖赏系统与惩罚系统平衡紊乱的结果”，即在成瘾药物作用下奖赏系统与惩罚系统相互抑制超过一定限度便会导致成瘾。 心理生理技术是心理学和生理学的交叉技术，可综合分析多项心理生理指标从而全方位的反映出被测者的真实状态。该项技术已广泛应用临床医学（心身医学）、司法鉴定（测谎仪）等多个方面，但在基础研究领域尚未见应用。本项目应用脑VTA、BLA双核团同步电活动记录技术联合体温、心电、呼吸肌肌电、皮肤电导等多项生理指标记录，建立起一套应用于实验动物的心理生理技术，全面而深入地记录、分析和评估了实验对象的心理生理状态，在该领域达到了国内外先进水平。 奖赏效应与惩罚效应都属于情绪机制的范畴，现有的针对药物成瘾中枢神经机制的研究技术多局限于对脑电活动的监测与分析，不能全面反映受试者的情绪状态。在人体应用已较为广泛的多项生理指标同步记录技术是评估分析情绪较为成熟的手段。我将其应用到实验动物，再联合脑深部核团电活动记录基础，恰能满足药物成瘾研究对心理生理学综合分析的要求。此外该技术在相关心理活动、心身疾病的综合性研究中也有着宽广的前景。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 建立双核团细胞外记录、多项生理指标同步记录的心理生理学实验技术, 为全面探究药物成瘾机制打下基础，也为相关脑功能、心身疾病的综合性研究提供可靠的技术方法。
科学性、先进性及独特之处
- 本实验技术的设计，基于比较新颖的理论假设，即成瘾机制可能是“脑内奖赏系统与惩罚系统平衡紊乱”，建立的脑内奖赏系统关键核团腹侧背盖区（VTA）和惩罚系统重要核团基底外侧杏仁核（BLA）电活动的同步记录，并结合多项生理指标同步记录技术，从心理、生理两方面进行心理生理学综合性分析，具有明显的创新性。
应用价值和现实意义
- 为全面探究药物成瘾机制打下坚实基础,也为相关脑功能、心身疾病的综合性研究提供可靠的技术方法，具有明确的应用前景。
学术论文摘要
- 依据药物成瘾可能是脑内奖赏系统和惩罚系统间平衡紊乱的假设，为了将药物成瘾的精神依赖和躯体依赖进行综合性研究，我们首先建立脑内奖赏系统关键核团腹侧背盖区（VTA）和惩罚系统重要核团基底外侧杏仁核（BLA）电活动的同步记录技术，然后与心电、呼吸肌肌电、皮肤电导、体温等多项生理指标同步记录技术相结合，进一步建立成年大鼠脑内双核团细胞外记录与多项生理指标联合记录的心理生理学实验技术，并对记录到的6项指标进行了初步分析。研究结果为药物成瘾脑机制的综合性研究提供了一种新的心理生理学实验技术。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.Nestler EJ. Is there a common molecular pathway for addiction. Nat Neurosci, 2005, 8(11):1445-1449 2. Koob GF, Volkow ND. Neurocircuitry of Addiction. Neuropsychopharmacology, 2010, 35(1): 217-238 3. Gysling K, Wang RY. Morphine-induced activation of A10 dopamine neurons in the rat. Brain Res, 1983, 277(1): 119-127 4. Diana M, Pistis M, Muntoni A, et al. Profound decrease of mesolimbic dopaminergic neuronal activity in morphine withdrawn rats. J Pharmacol Exp Ther, 1995, 272(2): 781-785 5. Ungless MA, Magill PJ, Bolam JP. Uniform inhibition of dopamine neurons in the ventral tegmental area by aversive stimuli. Science, 2004, 303(5666): 2040-2042 6.Arthur C. Riegel Peter W. Kalivas.Lack of inhibition leads to abuse. NATURE. 2010.463 February 11:743-744 7.Schulteis G, Ahmed SH, Morse AC, et al. Conditioning and opiate withdrawal: The amygdala links neutral stimuli with the agony of overcoming drug addiction. Nature, 2000, 405: 1013–1014
同类课题研究水平概述
- 诸多研究表明，中脑边缘叶多巴胺能系统中的VTA-NAc通路是成瘾药物作用于奖赏系统的共同通路，吗啡增加VTA的电活动且戒断状态下表现相反。而杏仁核则被认为是惩罚中枢的代表。有文献报道BLA有弱化奖赏效应的功能，抑制BLA可有效减少对奖赏效应的弱化。 药物成瘾包括精神依赖和躯体依赖。躯体依赖可以随着各种戒毒方法的应用渐渐消退，但精神依赖却可长久存在，导致成瘾者再次使用成瘾药物（复吸）。目前关于药物成瘾的研究既有心理角度的摸索，也有生理方面的探究，但多为分别进行，鲜见用心理生理学综合技术来研究的报道。根据中枢神经系统存在奖赏和惩罚双重系统，我们提出了“药物成瘾可能是奖赏系统和惩罚系统平衡失调的结果”这一假设。为了从精神依赖和躯体依赖，即心理和生理两方面同时进行实验研究，我们建立了以脑内奖赏和惩罚系统密切相关的特定核团同步记录，联合多项生理指标记录的技术。同时，体温、心率、呼吸等生理指标，可以用来反映情绪的变化，而奖赏效应、惩罚效应正是情绪机制作用的表现。以生理指标变化来反映情绪变化以应用于临床医学和法医学等许多领域，目前更多的研究在试图寻找各种情绪特定的反应模式，但尚未有文献报道以该方法来研究药物成瘾机制。 笔者目前尚未在国内外文献中见到以同步深部核团脑电联合多导生理信号记录的心理生理学技术来综合研究实验动物的先例。该法现阶段还多用于人的心理生理信号分析，将其应用于实验动物，不仅是本课题进一步研究药物成瘾中脑奖赏惩罚平衡机制的坚实基础，在也相关心理活动、心理生理障碍的综合性研究等领域也有着重大的前景。
