5-羥色胺是最著名的行為神經調節劑之一，有助于調節情緒，睡眠覺醒周期和食欲。有些人可以長期做一件事，比如每天都堅持跑步，但是卻沒有耐心把一件很繁瑣的事做完。學會抑制瞬間滿足的沖動對成功是至關重要的，但是大腦中如何調節耐心仍然是個未知數。
2020年11月27日，沖繩理工學院的科學家在"?Science Advances?"雜志上在線發表了題為"Serotonergic projections to the orbitofrontal and medial prefrontal cortices differentially modulate waiting for future rewards"的研究論文，該研究確定了促進耐心的大腦特定區域通過5-羥色胺的作用。
在該研究中，科學家將光纖植入了背縫核，并且將伏伏核、眶額皮層或內側額前皮層之一植入其中，通過照射光來刺激這些神經元在準確的時間釋放5-羥色胺。
研究人員訓練老鼠執行一項等待任務，讓老鼠把鼻子放在一個被稱為“鼻子戳”的洞里，直到食物顆粒被送到。科學家們在75%的試驗中獎勵了這些老鼠。
在剩下的25％的試驗中（遺漏試驗），科學家們沒有向老鼠提供食物獎勵。他們測量了在沒有刺激5-羥色胺釋放神經元的情況下小鼠在遺漏試驗中繼續進行戳鼻子的時間（測試它們的耐心）。
當研究人員刺激釋放5-羥色胺的神經纖維進入伏隔核時，發現等待時間沒有增加，這表明5-羥色胺在大腦這個區域沒有調節耐心的作用。
但是，當科學家刺激老鼠的眶額皮質和前額內側皮質釋放5-羥色胺時，他們發現老鼠等待的時間更長，有一些關鍵的區別。
在眼眶額葉皮層，5-羥色胺的釋放與背溝核中5-羥色胺的激活一樣有效地增強了耐心。無論是固定的獎勵時機，還是不確定的獎勵時機，后者的影響都更大。
但是在內側前額葉皮層中，科學家僅在改變獎勵時機時才看到耐心的增加，而在時機固定時沒有觀察到效果。
研究表明，大腦各部位對5-羥色胺的反應差異表明，每個大腦部位均以不同的方式促進了小鼠的整體等待行為。
研究人員發現，在老鼠等待食物時刺激這些神經元會增加它們的等待時間，當獲得獎勵的可能性很高但獎勵的時機不確定時，效果最大。換句話說，為了使5-羥色胺增強耐心，小鼠必須確信會有獎勵，但不確定何時到達。
為了進一步研究，科學家構建了一個計算模型來解釋小鼠的等待行為。
研究人員發現，該模型通過將5-羥色胺刺激下的預期獎勵概率從75％增加到94％，最適合等待時間的實驗數據。簡而言之，5-羥色胺增加了小鼠對他們正在進行獎勵試驗的信心，因此它們等待了更長的時間。
重要的是，該模型表明，刺激后溝核在眶額葉皮層和內側前額葉皮層中的可能性從75％增至94％，而對大腦區域的刺激僅分別增加了該特定區域的可能性。
證實了這兩個大腦區域正在相互獨立地計算獎勵的可能性的想法，然后將這些獨立的計算結果結合起來，確定小鼠將等待多長時間。
總的來說，這項研究很重要，它拓展了我們對不同大腦區域是如何受到5-羥色胺的影響，進而調節耐心的認識。更全面地了解5-羥色胺是如何影響大腦不同區域的，這對于改進某些特定藥物至關重要，比如用于治療抑郁癥的選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(SSRIs)。
End?
參考資料：
[1]?Serotonergic projections to the orbitofrontal and medial prefrontal cortices differentially modulate waiting for future rewards
