是什麼讓我們孤單寂寞覺得冷—社交互動的報償機制

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刺蝟的兩難(圖): 叔本華曾以此描述人與人之間的關係，就像刺蝟想要靠在一起取暖，卻總會被彼此刺傷(這只是一個比喻，不要太認真)。此篇研究想要了解的是動物(包含我們人類)對於社交互動的內在需求，是怎樣在大腦的多巴胺報償系統中運作的。

圖：刺蝟的兩難

此篇研究主要紀錄小鼠大腦中 Ventral Tagmental Area (多巴胺報償系統的中心: VTA) 的多巴胺神經元在社交互動中的反應。

圖一: 5 分鐘的社交互動可以增加 VTA 多巴胺神經元的 Firing rate。

圖一

社交互動類別(圖二)

研究人員將小鼠的社交互動分成三種，前兩種是積極的，包含雙向的跟單方面的(左一、左二)；最後一種是消極的(右一)

圖二

圖三: 三種社交互動類別都會在互動期間造成 VTA 多巴胺神經元的快速短暫增加。

圖三

圖四: 單個的 VTA 多巴胺神經元紀錄，可以知道三種社交互動類別參與的神經都不一樣。有的神經都有參與、有的神經只參與其中一種。表示 VTA 多巴胺神經元用不同的神經群來代表不同的社交互動類別。

圖四：紅色: firing rate增加；綠色: firing rate不變；藍色: firing rate減少；灰色: 沒有紀錄

圖五:實驗會重複將同一隻小鼠放在受試小鼠面前(圖b)，VTA 多巴胺神經的 firing rate會隨著對刺激小鼠的習慣而漸漸減少。

圖五

圖六: 熟悉的社交互動會刺激與不熟悉的社交互動不同群的 VTA 多巴胺神經元反應。

圖六

圖七: 為了測試社交互動刺激作為報償刺激的學習能力，研究人員設計了這個裝置，讓小鼠按下槓桿後門就會開啟，讓小鼠接收社交互動刺激，經過多次訓練，小鼠能夠知道槓桿與社交互動刺激之間的關聯，按下槓桿的頻率也隨之增加。

圖七

圖八: VTA 多巴胺神經元的 firing rate 增加反應會從一開始多在社交互動期間反應(圖c)，隨著學習轉移到在按下槓桿時反應(圖h)，符合我們對傳統 Reinforcement Operent Learning 的想法。

圖八

圖九: 在學習上述槓桿與社交刺激關係時，透過光遺傳抑制 VTA 多巴胺神經元能夠損害對於此報償刺激的學習能力。

圖九

撰文: 周品汝

Reference:

Solié, C., Girard, B., Righetti, B. et al. VTA dopamine neuron activity encodes social interaction and promotes reinforcement learning through social prediction error. Nat Neurosci (2021). https://doi.org/10.1038/s41593-021-00972-9