大腦刺激的獎勵現象(BSR)是由於直接刺激特定大腦區域而引發的愉悅體驗,最初由詹姆斯·奧爾茲和彼得·米爾納所發現。BSR作為一種強大的操作性增強劑,可以激活獎勵系統的電路,並建立類似於由食物與性等自然獎勵所形成的反應習慣。這項研究不僅引發了對動物行為的深入探討,也令科學家們加深了對人類行為的理解。
「BSR提供了一種通過直接激活獎勵電路而產生的強烈愉悅感受。」
早期的研究發現,當刺激側丘腦等大腦區域時,可不僅帶來愉悅感,還能促進動機。這些刺激的力度甚至遠超過自然刺激所帶來的反應,因為後者通常需要通過外周神經間接傳導信號。BSR在所有測試過的脊椎動物中均有發現,包括人類,它們為理解自然獎勵如何被特定大腦區域及電路處理提供了重要工具。
自從1953年詹姆斯·奧爾茲和彼得·米爾納在麥基爾大學發現BSR以來,實驗證明了老鼠是如何偏好返回接受電刺激的測試區域。這一發現引發了進一步的研究,顯示電刺激不僅是獎勵,還能作為操作性增強劑來調查強化行為的生理基礎,進一步解釋了獎勵與增強之間的神經關聯。
「在許多情況下,動物甚至願意將食物拋諸腦後,只為獲取大腦刺激的短暫愉悅感。」
科學界對於BSR和自然獎賞之間的關係已經展開了長期的辯論,多數早期研究集中在兩者的相似性和差異性上。BSR能通過與自然獎勵相同的強化途徑來促進行為,而自我刺激則能夠在短時間內激活中央獎勵機制。
動物在自我刺激的過程中,通常會焚燒盡斤斤計較,甚至到達絕境,這種行為揭示了BSR的強大驅動力。例如,老鼠在獲得直接電刺激的情況下,每小時會進行數千次的杠杆按壓行為。同時,當給予食物和大腦刺激的選擇時,它們也會優先選擇後者,並在極端情況下忍受饑餓。
「研究發現,老鼠在完全接受電刺激的情況下,甚至不會滿足生理需求而導致死亡。」
更重要的是,BSR可以在缺乏自然獎勵所需的「需求狀態」情況下出現。動物能夠在沒有飢餓或其他基本需求的情況下,繼續進行自我刺激的行為,而這正是BSR的一大獨特之處。
BSR背後的神經結構也被逐漸揭示。許多研究顯示,刺激大腦中的某些區域尤其側丘腦,會導致極強的行為反應,並成為獎勵的主要來源。這些位置聯繫著涉及獎勵的神經元,進一步支持了BSR的操作性增強作用。
「側丘腦的電刺激被發現是引發極高行為反應的關鍵所在。」
這些結果顯示,舉辦BSR實驗不僅是理解獎勵系統的重要途徑,也為研究成癮行為提供了實驗支持。事實上,BSR和神經傳遞物質多巴胺在尋求獎勵及其成癮行為之間的關係頗具吸引力。
成癮是指一種慢性腦部疾病,伴隨著強迫的藥物攝取和尋求行為,儘管會影響健康和社交等生活各方面。BSR的研究揭示了它所引起的高度強迫性行為,這種行為和毒品成癮有著驚人相似之處,動物為了獲取刺激而不惜一切代價,這使得BSR成为理解成癮生物基礎的絕佳實驗模型。
「BSR 清楚地展示了與毒品成癮相似的強迫性行為,它可以提供洞察神經回路的機會。」
過去幾十年的發現,讓我們不禁思考:在追逐獎勵的背後,動物對於永不停歇的刺激,究竟藏著哪些未解之謎?