有类似幻觉行为的老鼠揭示了对精神疾病的洞察力

这只不起眼的实验室老鼠为理解从癌症到糖尿病再到COVID-19等各种疾病提供了宝贵的线索。但是，当涉及到精神疾病时，实验室老鼠却被边缘化了，因为人们认为它啮齿类动物的思维方式与人类的思维方式太不一样了，无法提供更多关于精神疾病的见解。

然而，一项新的研究表明，人类和老鼠的思维在如何运作和如何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 in St. Louis)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。

该研究于4月2日发表在该杂志上科学，提出了一种方法来探索精神病的一种典型症状的生物学根源:幻觉。研究人员训练人类和老鼠完成一项基于计算机的任务，让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类似事件。这种创新的方法使他们能够研究神经回路潜在的幻觉，引发精神症状的科学研究已经对身体其他部位的疾病卓有成效。

高级作者Adam Kepecs博士，神经科学和精神病学教授，医学院BJC调查员说:“人们很容易接受精神病是人类的基本特征的观点，并说，‘忘了老鼠吧’。”“但现在，我们让患有严重精神疾病的人失望。的预后精神病患者在过去的几十年里并没有很大的改善，那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各个领域的进步。在我们找到一个在动物身上建立模型的好方法之前，我们不会在治疗精神疾病方面取得进展。”

当一个人失去与现实的联系时，精神病就会发生。在精神病发作期间，人们可能会产生错误的信念(错觉)或自信地认为他们看到或听到的东西并不会发生(幻觉)。精神病发作可能是严重精神疾病的征兆，如精神分裂症或双相情感障碍，但没有这种症状的人精神疾病还会出现幻觉等症状。

为了研究如何发生幻觉，Kepecs - 与第一作者Katharina Schmack，MD，Ph.D.，Cold Spring Harbor实验室和同事 - 建立了一个可以由人和小鼠完成的计算机游戏。研究人员发挥了特定的声音，主题表明他们通过点击一个按钮（人）或将鼻子戳成端口（小鼠）来听到它。通过遮挡背景噪音，这项任务是挑战。研究中的人们评价了他们觉得他们在规模上移动滑块准确地确定了真正的声音;小鼠表明他们对他们等待奖励的长度的信心。当一个主题自信地报道他或她已经听到了实际播放的声音时，研究人员标志着幻觉相似的活动。

虽然设计简单，但任务似乎挖掘到底层幻觉的大脑电路中。在实验期间，具有更幻觉的事件的人们也更有可能经历自发的幻觉 - 按照调查问卷测量，旨在评估一般人群中的精神症状 - 尽管没有参与者被诊断出患有精神疾病。

人们的信念和期望会让他们产生幻觉。期待听到某个词会让人们更有可能报告他们听到过这个词，即使这个词并没有被说出来。事实上，之前的研究表明，容易产生幻觉的人特别容易受到这种启动效应的影响。

“人类演讲非常困难地在嘈杂的环境中理解，”Kepecs说。“我们始终平衡我们对我们在识别出言语言时听到的人力言论的先验知识。您可以轻松地想象这个系统可以获得不平衡，突然间，您突然间听到了。”

为了测试小鼠是否也可以以同样的方式推动，Kepecs和同事通过调整声音的频率来操纵小鼠的期望。当声音经常播放时，小鼠更有可能自信而是错误地报告他们听到与人相似的。

为了更好地将小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。氯胺酮可引起视觉和听觉的扭曲，并可引发健康人的精神病发作。在执行任务前服用氯胺酮的老鼠也报告了更多类似幻觉的事件。

在小鼠和人之间建立了这些至关重要的相似之处，研究人员然后调查了幻觉的生物根源。通过研究小鼠，他们可以利用用于监测和控制大脑电路的技术库，以弄清楚在幻觉的事件中发生的事情。

大脑多巴胺人们早就知道它在幻觉中起着作用。出现幻觉的人可以用抑制多巴胺的抗精神病药物来治疗。但是，多巴胺是如何改变大脑回路产生幻觉的，目前还不清楚。

学习时老鼠研究人员观察到，多巴胺水平的升高会导致类似幻觉的事件发生，而人为提高多巴胺水平会引发更多类似幻觉的事件。这些行为效应可以通过使用抑制多巴胺的抗精神病药物氟哌啶醇来阻断。

Kepecs说:“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。”“我们认为，当这一神经回路失衡时，就会出现幻觉，而抗精神病药物会重新平衡它。”我们的电脑游戏可能也有相同的回路，所以类似幻觉的事件反映了回路的不平衡。我们对这种计算方法的研究感到非常兴奋幻觉跨越物种，使我们能够终于探讨这种神秘体验的神经生物学根源。“

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