一项新的研究表明，一种引起老鼠经历幻觉般事件的计算机游戏可能是理解精神病的神经生物学根源的关键。
不起眼的实验老鼠为理解从癌症到糖尿病再到COVID-19的疾病提供了宝贵的线索。但是，当谈到精神疾病时，实验老鼠已被忽略，其啮齿动物的思维与人类的思维差异太大，无法提供有关精神疾病的大量见解。
然而，一项新的研究表明，人脑之间在功能和故障方面有着重要的联系。圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员设计了一种严格的方法来研究大脑中产生幻觉的方法，为精神分裂症急需的新疗法的开发提供了一个有希望的切入点。
这项研究于4月2日发表在《科学》杂志上，提出了一种探索精神病定义症状的生物学根源的方法：幻觉。研究人员训练了人和老鼠来完成一项基于计算机的任务，使他们听到虚幻的声音。通过分析任务的执行情况，研究人员能够客观地测量人和小鼠中的幻觉样事件。这种创新的方法使他们能够研究幻觉背后的神经回路，从而为那些对身体其他部位的疾病卓有成效的科学研究开辟了精神症状。
神经病学和精神病学教授，医学院的BJC研究人员，资深作者亚当·凯佩奇（Adam Kepecs）博士说：“接受精神病从根本上说是人类的论点，然后说'忘掉老鼠'这样的论点非常容易。” 。“但是现在，我们正在使患有严重精神病的人失望。在过去的几十年中，精神病患者的预后并未得到实质性改善，这是因为我们对这种疾病的神经生物学并不十分了解。动物模型推动了这种疾病的发展。生物医学的其他领域。除非我们有一种在动物中对它们进行建模的好方法，否则我们将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（妄想）或自信地相信自己正在看到或听到的事情没有发生（幻觉）。精神病发作可能表示严重的精神疾病，例如精神分裂症或躁郁症，但没有精神疾病的人也会出现幻觉等症状。
为了研究幻觉是如何发生的，凯佩奇与冷泉港实验室的第一作者凯瑟琳娜·施马克（Katharina Schmack）博士及其同事共同建立了可由人和老鼠共同完成的计算机游戏。研究人员播放了一种特殊的声音，受试者表示他们已经通过单击按钮（人）或将鼻子刺入一个端口（小鼠）中听到了声音。通过用背景噪声掩盖声音，使任务变得富有挑战性。研究中的人们对通过移动刻度尺上的滑块，他们对自己能准确识别出真实声音的信心有多大的评价。小鼠通过等待奖励的时间表明了自己的信心。当一个受试对象自信地报告说他或她听到了实际上没有播放的声音时，研究人员将其标记为幻觉般的事件。
尽管设计简单，但这项任务似乎是在幻觉中挖掘大脑回路的。即使没有参与者被诊断出患有精神病，但在实验过程中发生更多类似幻觉事件的人也更有可能经历自发性幻觉（通过设计用于评估普通人群中精神症状的调查表进行测量）。
人们的信念和期望可以使他们经历幻觉。期望听到一个特定的单词使人们更有可能实际报告自己已经听到了该单词，即使该单词没有被说出也是如此。实际上，以前的研究表明，容易产生幻觉的人特别容易受到这种刺激。
凯佩奇说：“在嘈杂的环境中，很难理解人类的言论。” “我们一直在平衡人类语音的先验知识与当前在理解口语中所听到的内容之间的差异。您可以轻松地想象该系统会变得不平衡，突然之间您就会听到一些声音。”
为了测试是否也可以用相同的方法给老鼠打底，Kepecs和他的同事通过调整声音的播放频率来操纵老鼠的期望值。当声音频繁播放时，老鼠更容易自信地但错误地报告他们听到了声音，类似于人。
为了更好地将鼠标与人类的体验联系起来，研究人员还使用了一种引起幻觉的药物。氯胺酮会导致视觉和听觉失真，并在健康人群中引发精神病发作。在执行该任务之前接受氯胺酮治疗的小鼠还报告了更多类似幻觉的事件。
在小鼠和人之间建立起至关重要的相似性之后，研究人员随后研究了幻觉的生物学根源。通过研究小鼠，他们可以利用多种技术来监视和控制脑部电路，从而弄清类似幻觉事件的发生情况。
人们早就知道大脑化学物质多巴胺会在幻觉中起作用。发生幻觉的人可以使用能阻止多巴胺的抗精神病药治疗。但是，多巴胺如何改变大脑回路以产生幻觉仍是未知的。
在研究小鼠时，研究人员观察到多巴胺水平升高是在发生幻觉事件之前，而人为提高多巴胺水平会诱发更多的幻觉事件。服用抗精神病药氟哌啶醇可阻断多巴胺，从而阻断这些行为影响。
凯佩奇斯说：“大脑中似乎存在一个神经回路，平衡了先前的信念和证据，而多巴胺的基线水平越高，您越依赖于先前的信念。” “我们认为幻觉是在这种神经回路失衡时发生的，而抗精神病药会使其重新平衡。我们的计算机游戏可能会参与同一回路，因此类似幻觉的事件反映了这种回路失衡。我们对这种研究跨物种幻觉的计算方法感到非常兴奋这使我们最终能够探索这种神秘经历的神经生物学根源。”
来源：华盛顿大学医学院