趋利避害是动物的本能,是生存繁衍的基础。
趋利行为所依赖的神经基础是大脑的奖励系统,奖励系统的重要性不言而喻。
什么是奖励?
当我们说到奖励时,通常会想到可口的食物、美丽的伴侣等等。食物和性的奖励通常跟愉悦、满足、兴奋等享乐感觉联系在一起,这是进化赋予我们的感觉,让我们热衷于生存与繁殖,尽最大可能地保证基因的延续。
一般意义上的奖励,也就是我们体验到的享乐感觉。但这是一个很窄的奖励定义。
如果我们把视角拉高一点,俯瞰奖励获取的整个过程,那么我们便可以得到更广义的奖励定义。
奖励至少应该包含三个方面:
寻找奖励的动力。寻找奖励需要动物有足够强的动力。例如,如果动物不够饥饿,它便没有寻找食物的驱动力。如果雌性动物不处于发情期,雄性追求的动力也会很小。
寻找奖励过程中的学习和抉择。
享用奖励。当动物费尽千辛万苦,寻到食物后,它们便开始食用。这一过程大脑会产生愉悦、满足等享乐感觉。
我们将寻求奖励过程中的学习和抉择单拿出来,做进一步解释。在寻找奖励的过程中,学习和抉择也是必不可少的。
动物需要记住哪里能找到水源,哪里有美味的苹果,如何围堵羊群才更容易捕猎成功等等。
最重要的一种行为学习方式是强化学习。强化学习是动物根据奖励和惩罚,学习某种行为的过程。强化学习也是科学家训练实验动物的重要理论依据。
强化学习起源于意外的奖励(或惩罚)。
举一个假想中的例子。你被困在一座荒无人烟的小岛上,饥肠辘辘。突然,一只猴子抛给你一根香蕉。这便是意外的奖励。为了能再次获得香蕉,你会思考猴子给你香蕉的原因。猴子抛香蕉之前,你做了什么?你做了三件事:原地转了一圈、不小心摔了一跤,还大喊了一声“上帝”。于是你再次原地转了一圈,猴子看看你,并没有抛香蕉。你又大喊一声上帝,猴子还是无动于衷。最后你假装再一次摔倒,这时猴子咧开了嘴,发出咯咯的笑声,再次抛给你一根香蕉。为了确认摔跤和猴子抛香蕉之间的关系,你又一次假装摔倒,结果猴子又一次扔来了香蕉。经过几次重复后,你在这荒凉的岛屿上,学会了获取香蕉奖励的新技能:摔跤。同时,一个新的联结在你脑子里形成:摔跤和香蕉。这就是一个学习的过程。
同时,这也是一个抉择的过程。为了获得奖励,你在大喊上帝、摔跤和原地转圈三种行为中选择了摔跤,以此来获得香蕉。选择一个行为,最大化收益。
抉择,也是追求奖励过程中经常要用到的认知能力。
而一个行为、一个选项的价值,很多时候并不像上述例子中那么简单直白。相反,价值通常是多维度的,纠结着的。
因此,大脑奖励系统有专门的神经网络,来抽提和计算隐含在多个维度里的主观价值,为最终的行为提供依据。
例如,你要出去吃饭。近一点的饭店口味一般,远一点的饭店菜肴可口,但需要花费更多的时间。你需要在两者中选其一。通常你会根据自身的状态去选择,如果饥肠辘辘,饿得头晕眼花,你肯定会选择近一点的饭店。但如果你不怎么饿,也有时间,你会选远一点的餐馆。
再例如,一只股票,你觉得有50%的概率收益10万元,50%的概率亏损10万,另一只股票你有100%的概率获得1千元,你会怎么选择?又或者,你会选择持有一只股票十年获取10倍的收益,还是持有一两个月获取百分之十的收益,然后再换其他股票?对风险的偏爱程度,会让人们作出不同的选择,这一过程也需要用到大脑的奖励系统。
奖励系统除了帮助我们获取奖励,还是一些常见的精神疾病的重要贡献者。例如,药物成瘾、抑郁等,都涉及大脑奖励系统的异常。
那么,大脑奖励系统到底包括哪些结构呢?
大脑奖励系统
许多的脑区都能发现对奖励有反应的神经元。
经过长期的研究,科学家发现,这些脑区组成了一个复杂、庞大的神经回路。而这一复杂系统的核心是皮层和腹侧基底神经节之间的神经环路。核心环路中的皮层部分包括眶额叶(Orbitalfrontal cortex)和前扣带皮层(ACC,Anterior Cingulate Cortex),腹侧基底核包括腹侧纹状体(VS,Ventral Striatum),腹侧苍白球(VP,Ventral Pallidum)以及中脑多巴胺神经元。其中,中脑多巴胺神经元位于黑质致密部(SNc,substantia nigra pars compacta )和腹侧被盖区(VTA,ventral tegmental area )。
腹侧纹状体接收来自前额叶,包括眶额叶和前扣带皮层的信息输入,然后再将信息输出至腹侧苍白球以及中脑的黑质致密部和腹侧被盖区,然后通过丘脑背内侧核(MD,medial dorsal nucleus of the thalamus)将信息传回前额叶。一个环路也至此形成。
大脑奖励系统
此外,还有一些关键脑区可以调节皮层-基底核奖励回路。这些调节脑区包括:背侧前额叶(dorsal prefrontal cortex)、杏仁核(Amygdala)、海马(hippocampus)、丘脑(thalamus)、外侧缰核(LHb,lateral habenular nucleus)、脚桥核(PPT,pedunculopontine nucleus)、中缝核( raphe nucleus)等。
除了脑结构,神经递质也在大脑奖赏系统中扮演着重要角色。这些神经递质包括多巴胺(Dopamine)、五羟色胺(serotonin)、阿片肽(opioid)等。
出处:头条号 @生物流