多巴胺通路与大脑关键区域

多巴胺能系统是人体重要的奖赏系统，在情绪、学习、认知、奖赏、社交等行为中具有重要的调控作用。多巴胺能神经元主要存在于中脑的腹侧被盖区（VTA）、中脑的黑质致密区、下丘脑及其脑室周围。多巴胺能神经元可以分为多个亚群，不同亚群的DA神经元可以通过五条神经投射通路向大脑的各个不同脑区进行投射（图4-10）：黑质--纹状体DA通路；中脑--边缘DA通路；中脑--皮质DA通路；结节--漏斗DA通路和丘脑DA通路。最近神经科学的进展提出了一些更新、更复杂的方法来看待精神分裂症的这些通路，在这里暂不讨论，我们首先考虑经典的通路。

关键词：多巴胺；大脑；脑科学；神经系统；愉悦感；多模态；音乐治疗；感官；多感音乐；声波

五条多巴胺通路。

（a）黑质纹状体多巴胺通路从黑质投射到基底神经节或纹状体，是锥体外系神经系统的一部分，控制运动功能（motor function）和运动（movement）。

（b）中脑边缘多巴胺通路从中脑腹侧被盖区（VTA）投射到伏隔核，伏隔核是大脑边缘系统的一部分，被认为与许多行为有关，如愉悦感、滥用药物的强烈欣快感以及精神病的妄想和幻觉。

（c）中脑皮质多巴胺通路也从中脑VTA投射出来，但将其轴突发送到前额叶皮层的区域，在那里它们可能在介导精神分裂症的认知症状（背外侧前额叶皮质或DLPFC）和情感症状（腹内侧前额叶皮质或VMPFC）中发挥作用。

（d）结节漏斗多巴胺通路从下丘脑投射到垂体前叶，并控制泌乳素的分泌。

（e）第五条多巴胺通路来自多个部位，包括中脑导水管周围灰质、中脑腹侧、下丘脑核团和臂旁外侧核，并投射到丘脑。它的功能目前还不清楚。

一、结节漏斗多巴胺通路

结节-漏斗多巴胺能通路的多巴胺能神经元从下丘脑核（弓状核和室周核）投射到垂体（图4-11）。正常情况下，这些神经元可以抑制垂体前叶泌乳素的分泌。然而，在产后状态下，这些DA神经元的活性降低，因此，泌乳素水平在母乳喂养期间会升高，从而导致分泌乳汁。如果结节漏斗DA神经元的功能被病变或被药物破坏，催乳素水平也会升高。溢乳（乳房分泌物）、女性乳房发育症（尤其是男性乳房增大）、闭经（排卵期和月经期减少）以及性功能障碍等问题都与泌乳素水平升高有关。这些问题可能发生在用了许多阻断多巴胺D2受体的精神病药物治疗后。在未经治疗的精神分裂症患者中，结节漏斗通路的功能可能相对正常（图4-11）。

图4-11 结节漏斗多巴胺通路。从下丘脑到垂体前叶的结节漏斗多巴胺通路调节泌乳素分泌进入循环系统。多巴胺抑制泌乳素分泌。在未经治疗的精神分裂症中，这种途径的活化作用被认为是“正常的”。

二、丘脑多巴胺通路

最近，一种支配灵长类丘脑的DA通路被描述。它产生于多个位点，包括中脑导水管周围灰质、腹侧中脑、下丘脑各核和臂旁外侧核（图4-10）。它的功能仍在研究中，但可能通过将信息通过丘脑传递到皮层和其他大脑区域而参与睡眠和唤醒机制。目前没有证据表明这种DA通路在精神分裂症中功能异常。

三、黑质纹状体多巴胺通路

黑质纹状体DA通路是从黑质区DA神经元发出传出神经纤维，投射到背侧纹状体的神经通路（图4-12）。

图4-12 黑质纹状体多巴胺通路。黑质纹状体多巴胺通路从黑质投射到基底神经节或纹状体。它是锥体外系神经系统的一部分，在调节运动中起着关键作用。当多巴胺缺乏时，会导致帕金森病，伴有震颤、强直和运动迟缓。当多巴胺过量时，它会导致运动过度，如抽搐和运动障碍。在未经治疗的精神分裂症中，这条通路的激活被认为是“正常的”

纹状体是运动控制的核心部位，因此，传统上黑质纹状体DA通路被认为是锥体外系神经系统的一部分，并通过其与皮质-纹状体-丘脑-皮质（CSTC）环路或环路中的丘脑和皮质的连接来控制运动（图4-13A）。

图4-13A 皮质-纹状体-丘脑-皮质（CSTC）环路。简单地说，黑质纹状体多巴胺通路被认为通过其与丘脑和皮质的连接来控制运动，这一环路被称为皮质-纹状体-丘脑-皮质环路。

DA如何调节纹状体中的CSTC环路和运动？更复杂的模型见图4-13B~F所示的“直接”通路和“间接”通路。所谓的直接通路（如图4-13B左侧以及图4-13C和E所示）由兴奋型的D1多巴胺受体组成（图4-13E），并直接从纹状体投射到苍白球内侧以刺激运动（“go”通路）（图4-13C）。所谓的间接通路（如图4-13B右侧以及图4-13D和F所示）由D2多巴胺受体组成，D2多巴胺受体具有抑制性（图4-13F），并通过苍白球外侧核团和丘脑下核间接投射至苍白球内核。正常情况下，该通路阻断运动（“stop”通路）（图4-13D）。多巴胺在间接通路中抑制D2受体的这种作用（图4-13F），这意味着对“stop”通路说“don’t stop”，或者“go more”。底线是多巴胺通过直接和间接运动通路刺激运动。同步这些通路的输出被认为会导致运动动作(motor movements)的顺利执行。

图4-13B 运动控制的直接和间接多巴胺通路。多巴胺调节运动的直接通路（左）由兴奋型D1受体组成，从纹状体投射到苍白球内部，从而刺激运动。多巴胺调节运动的间接通路（右）通过苍白球外核和丘脑底核投射到苍白球内核。该通路由抑制性D2受体组成，通常阻断运动。

尽管目前没有证据表明这种DA通路在精神分裂症中的功能异常（图4-12和4-13），但这些运动通路中的DA缺乏会导致运动障碍，包括帕金森病，其特征是僵硬、运动不能(akinesia)/运动迟缓（bradykinesia i.e., lack of movement or slowing of movement即缺乏运动或运动迟缓）和震颤。纹状体中的DA缺乏可能也参与了静坐不能和肌张力障碍（dystonia，尤其是面部和颈部）。这些相同的运动障碍可以通过阻断该通路中多巴胺D2受体的药物复现，从而导致药物诱导的帕金森病（有时被称为更为人所知但不太准确的锥体外系症状或EPS）。

DA活动过少不仅会导致运动障碍，过多也会造成运动障碍。因此，黑质纹状体通路中DA的过度活跃被认为是各种运动障碍的基础，如舞蹈病、运动障碍和抽搐（在亨廷顿舞蹈症、抽动秽语综合征等疾病中）。左旋多巴治疗帕金森病对黑质纹状体通路中D2多巴胺受体的慢性刺激被认为是出现异常的运动过度和运动障碍（称为左旋多巴诱导的运动障碍或LID）的基础。推测黑质纹状体通路中这些相同的D2 多巴胺受体的慢性阻断会导致另一种称为迟发性运动障碍的高动力运动障碍。

图4-13D间接（stop）多巴胺通路的激活。从纹状体投射到苍白球外部的γ-氨基丁酸（GABA）神经元被激活。释放的GABA抑制另一个投射到丘脑底核（STN）的GABA能神经元的活性。在STN中没有GABA释放的情况下，谷氨酸能神经元被激活并将谷氨酸释放到苍白球内部，这反过来刺激GABA能神经元将GABA释放到丘脑中。然后GABA与谷氨酸能神经元结合，抑制其向皮层释放谷氨酸，从而抑制运动。

图4-13E多巴胺D-1受体刺激go通路。从黑质纹状体途径释放的多巴胺与投射到苍白球内侧的γ-氨基丁酸（GABA）神经元上的突触后D1受体结合。这导致直接（go）通路的阶段性激活，本质上是告诉它“go more”

四、中脑边缘多巴胺通路

中脑边缘DA通路从脑干（即中脑）VTA中的DA细胞体投射到腹侧纹状体中的伏隔核，伏隔核是边缘系统（即中脑边缘）的一部分（图4-10和4-14A~D）。DA从该通路释放被认为在几个正常的情绪行为，包括动机、快乐和奖励（图4-14A）中起重要作用。尽管这可能过于简单化，但中脑边缘多巴胺通路实际上可能是所有奖励和强化的最终共同途径，不仅包括正常的奖励（如吃美食的乐趣、高潮、听音乐）（图4-14A），还包括当奖励过高（图4-14B和C）或过低（图4-14D）时所经历的情绪。该通路中过多的DA通常被认为会导致精神病的阳性症状（图4-14C）以及药物滥用的人为奖励（药物诱导的“高”）（图4-14B）。另一方面，该通路中的DA过少可能会导致快感缺乏、冷漠和缺乏能量的症状，如单极和双相抑郁症以及精神分裂症的阴性症状（图4-14D）。

五、中脑皮质多巴胺通路

前额叶皮质（PFC）在多个高级认知功能与情绪调控中起关键作用，如决策、注意力、社交行为等。PFC从结构上可以分为背外侧区和腹内侧区。中脑皮质DA通路主要是从中脑VTA多巴胺神经元向PFC进行投射（图4-10）。DA通过调控该区域中间神经元和局部中间神经元的内在兴奋性和突触可塑性，从而影响这些重要的认知功能和情绪调控。到达背外侧前额叶皮质（DLPFC）的分支调节认知和执行功能，到达腹内侧前额叶皮质（VMPFC）的分支调节情绪和情感。PFC区DA及其相关受体的功能异常与情绪障碍、社交功能密切相关。帕金森病患者中，由于DA分泌严重不足，PFC区域的D2神经元兴奋性异常增加，从而介导了帕金森病患者中焦虑情绪障碍的非运动性症状。精神分裂症患者中，由于DA系统功能亢进，PFC区域的神经网络功能紊乱是导致精神分裂症出现社交障碍的重要机制。因此，抗精神病药物通过阻断中脑皮质系统中的多巴胺受体，使精神分裂症的阴性症状得以缓解。

论文来源：

Stahl SM. 2021. Stahl's Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications (5th ed). Cambridge University Press. pp. 84-91.

韩济生主编. 2022. 神经科学(第4版). 北京大学医学出版社. pp. 510-513.