大脑控制中心的灰质与处理奖励的能力有关
你大脑中负责决策和思考处理部分的灰质越多，你评估回报和结果的能力就越好。这似乎是一个显而易见的结论，但美国能源部布鲁克海文国家实验室进行的一项新研究首次显示了健康人群的结构和功能之间的联系，以及可卡因成瘾者的结构和功能损伤。这项研究发表在认知神经科学杂志．
布鲁克海文实验室的博士后Muhammad Parvaz说:“这项研究首次证明了大脑前额叶皮层部分的灰质结构完整性对奖励处理的重要性，该区域与高阶执行功能有关，包括自我控制和决策。”
Parvaz说:“之前在Brookhaven和其他地方进行的研究探索了药物成瘾时前额叶皮层的结构完整性和奖赏处理的功能组成部分，但这些研究是单独进行的。”他补充说:“我们想知道奖赏处理的特定功能是否可以‘映射’到潜在的大脑结构上——这两者是否以及如何相关。”
该论文的另一位共同第一作者安娜·科诺瓦解释说，在一系列神经精神疾病中，与健康状态相比，已经观察到灰质体积的差异。灰质体积是由神经细胞体组成的大脑物质的数量，而不是形成细胞之间连接的“白质”轴突。她说:“我们想更多地了解这些差异在健康人群和吸毒成瘾人群中的功能意义。”
为了探索这种结构和功能之间的关系，科学家们对17名健康人和22名可卡因使用者进行了核磁共振成像(MRI)大脑扫描，测量他们的脑容量。这种扫描收集了整个大脑的结构测量数据，并可以逐个体素进行分析——相当于三维像素——以获得大脑个别区域的详细测量数据。
在核磁共振扫描的短时间内，科学家们还使用放置在研究对象头皮上的电极来测量一种被称为P300的特定电信号(一种与事件相关的电位，来自持续的脑电图，即脑电图，它被锁定在特定事件的时间内)。这个具体的度量可以索引大脑的活动与奖励处理有关。在这些电子录音过程中，受试者执行一项定时的心理任务(根据一组特定的规则按按钮)，并有望获得不同程度的金钱奖励，从没有钱到每一个正确回答的45美分，潜在的总奖励为50美元。
研究团队此前的研究表明，在健康受试者中，P300信号的强度随着提供的金钱奖励的数量而增加。然而，在大脑活动的P300测试中，可卡因成瘾者并没有表现出这种不同的反应，尽管他们和健康受试者一样，认为潜在奖励越大，任务就越有趣、越令人兴奋。
目前的研究扩展了这些结果，首次将它们与结构测量联系起来。
科学家们使用统计方法来寻找在高奖励和无奖励条件下观察到的大脑活动差异之间的相关性——随着奖励的增加，大脑的P300反应发生了多大的变化——以及在MRI扫描中逐个体素测量的大脑各个部位的灰质体积。
在健康受试者中，随着奖励的增加，P300信号的变化幅度与前额叶皮层三个区域的灰质体积的相关性最强。
科诺娃说:“与没有奖励的情况相比，那些特定区域的灰质体积越高，在获得最高金钱奖励时，大脑活动就越活跃。”
与健康的人相比，可卡因成瘾的人在这些区域的灰质体积减少，在大脑活动的P300测量中，没有发现奖励条件之间的差异。在可卡因成瘾的受试者中，前者和后者(结构和功能测量)之间也没有显著的相关性。
Parvaz说:“这些发现表明，奖赏处理受损可能是由于大脑结构完整性的缺陷，特别是涉及高级认知和情感功能的前额叶皮质区域。”“因此，这项研究验证了使用MRI获得的结构测量作为功能缺陷的指示。”
科诺娃解释说:“在现实世界中，这些结构-功能缺陷可能会转化为功能失调的行为。具体来说，比较奖励的能力受损，并降低灰质在前额叶皮层，可能会导致体验快乐和控制行为的能力下降，特别是在高风险的情况下，例如，当渴望或处于压力下，导致人们使用药物，尽管有灾难性的后果。”
作者承认，关于这些变化是否会在未来发生，仍然存在一些问题大脑结构和功能是成瘾的原因或结果。但正如这项研究所说明的，多模态成像技术的使用可能会开辟新的途径，解决这些和其他与理解健康和疾病状态下人类动机相关的问题，特别是与治疗药物成瘾相关的问题。
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