多巴胺不足是导致巴金森氏症的因素之一,除了会造成手抖、动作迟缓等运动症状,也可能影响患者学习、判断与决策的能力。最近 ,德国健康与医学大学(HealthandMedicalUniversity)等机构的科学家进一步发现,患者在多巴胺降低时,还可能有寻找未知资讯的倾向。这显示多巴胺在大脑中不只是调控奖励与动作,也会影响我们面对未知时,究竟是依赖过去经验,还是尝试新的选择。该研究已于近日刊登于国际期刊《科学进展》(ScienceAdvances)。
日常生活中,人们经常需要做出抉择:是继续采用先前有效的方法,还是尝试新的可能性。科学家将这种在“善用既有经验”与“探 索未知”之间做选择的过程,称为“探索─利用权衡”(exploration–exploitationtrade-off)。例如,一位投资者可能选择继续持有 过去表现稳定的股票,也可能花时间研究新兴产业,寻找更高的报酬。前者是运用既有经验,后者则是探索新的机会。探索行为又可分为两种形式:一种是没有明确理由,只是“随机探索”不同选项;另一种则是有目的性地“导向式探索”。过去研究已知道,多巴胺与奖励学习密切相关,但多巴胺不足时,会如何影响探索策略,过去仍缺乏明确答案。
本次研究中,科学家通过行为实验,让受试者反复从两个选项做选择,并逐渐学习哪个选项比较容易获得奖励。结果发现,当患者多巴胺不足时,反而更常尝试自己还不熟悉的选项;而有补充多巴胺前驱物“左旋多巴”(Levodopa)的患者,则较可能选择已知报酬较高的选项。例如,在游戏中,如果A选项已经知道较容易获得高分,而B选项仍了解不多,健康者通常会继续选择A;但多巴胺不足的患者,更可能去试B,希望获得更多资讯。研究团队认为,多巴胺不足并非让患者容易乱选,而是改变了大脑面对未知资讯时的策略。
过去,多巴胺常被称做“快乐分子”,但近年研究发现,它还会帮助大脑从过去经验学习,判断哪些选择值得再次尝试,以及何时该 换个方向。巴金森氏症患者因多巴胺神经元逐渐退化,除了影响动作控制,也会干扰学习与决策。因此,多巴胺减少不只让患者“学得比较慢”,也可能改变他们做选择的方式。这次研究发现,患者在多巴胺不足时,会更倾向尝试不熟悉的选项,显示多巴胺可能参与大脑判断“继续采取熟悉的方式,还是试试新的选择”。
人类每天都在熟悉与未知之间做选择:尝试新食物、换一家餐厅、学习新技能,是在探索新的可能;而当我们找到有效的方法后,继续依循经验行事,则能让生活更有效率。大脑必须在这两者间不断调整,既不能只守著熟悉的习惯,也不能永远追逐未知。这项研究显示,多巴胺可能正参与其中,帮助大脑判断何时该相信过去的经验,什么时候又该勇于尝试新的可能性。
原来,多巴胺对大脑的影响远比想象复杂。它不只决定我们是否感受到奖励,也参与我们如何面对未知世界。对巴金森氏症患者来说 ,多巴胺减少不只影响了肢体的行动能力,也可能让大脑在熟悉与未知之间做出不同的选择。看来,我们每天看似简单的选择,其实都少不了这套精密机制的参与。