大脑的奖励系统会学习产生积极结果的行为，例如获取食物或性行为。然后，它通过在预期相关行为时产生愉悦感来增强发起这些行为的欲望。但在某些情况下，该系统可能会对愉悦但有害的行为过度敏感，从而产生病态冲动，如药物成瘾、暴饮暴食和强迫性赌博。
但是，如果我们能在大脑中发现冲动性欲望并进行干预以防止其发生会怎样呢？这是一项新研究的承诺，该研究由斯坦福大学的神经外科医生凯西·哈尔珀恩领导，于12月18日发表在《美国国家科学院院刊》上。他的团队在大脑奖励学习回路的一部分，伏隔核中，识别出冲动性欲望的“特征”。在检测到这种活动时向该区域传递电脉冲可减少小鼠的暴饮暴食行为。他们还在人类大脑中观察到相同的特征，这表明该技术有潜力治疗一系列涉及强迫性行为的疾病。“我们已经识别出失去控制的大脑生物标志物，”哈尔珀恩说。“如果我们能够利用它来防止任何这些潜在的危险行为，我们就能帮助很多人。”
研究人员在他们的实验中使用了深部脑刺激 (DBS) 的一种变体，这是一种成熟的治疗方法，可减轻帕金森病中的震颤，并且在包括抑郁症和强迫症在内的其他疾病中也显示出希望。DBS 如何产生有益效果仍在争论中，但可能会有副作用。牛津大学的神经外科医生蒂普·阿齐兹说，在治疗运动障碍时，患者可能会出现麻刺感和肌肉收缩。他说，其他区域的长期后果尚不清楚，但可能包括癫痫发作或对认知的影响。
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通常，DBS 使用不间断的电流刺激大脑区域。但是，研究人员正在研究通过监测与特定疾病或症状相关的明显大脑活动，仅在需要时才提供电脉冲的方法。这种称为“反应性神经刺激”（RNS）的技术已被证明对癫痫有效，并且美国食品和药物管理局已批准一个现有系统用于治疗部分发作性癫痫（仅影响大脑的一部分）。还有一些证据表明，RNS 在治疗帕金森病方面可能比连续刺激更好，阿齐兹说。
哈尔珀恩的研究小组之前已经表明，标准的 DBS 可以将小鼠的暴饮暴食减少多达 50%。为了提供按需刺激，他们开始寻找大脑中冲动欲望的“特征”，他们可以使用它来触发刺激。他们每天给六只小鼠喂食高脂肪食物颗粒一小时，持续 10 天（之后所有小鼠都暴饮暴食）。他们记录了动物在“学习”期间之前和之后以及食用正常饮食时伏隔核的活动。他们看到伏隔核中的低频（“delta 波段”）脑电波活动增加，该活动在小鼠沉迷于暴食之前一秒钟达到峰值。这种活动并未在实验开始时或动物食用非高脂肪的标准食物时出现。他们还证明了这种特征是暴饮暴食特有的，因为它并未在与年轻小鼠互动之前立即出现，而小鼠也觉得与年轻小鼠互动很愉快。“我们不想阻止自然奖励，”哈尔珀恩说。“我们不是针对有冲动的人——我自己也喜欢喝一杯葡萄酒。”
在确定了“软弱时刻”的特征后，该团队接下来测试了使用它来触发电刺激以破坏冲动是否减少了暴饮暴食。他们比较了自动触发刺激与连续、随机和手动刺激，在手动刺激中，研究人员在看到小鼠移动开始进食时激活电极。除随机刺激外，所有刺激都减少了消耗量。但他们还表明，只有连续刺激才会减少小鼠与年轻小鼠互动的时间，这被认为是不良的副作用。
接下来，该团队转向人脑，看看他们在小鼠身上发现的特征是否也适用于人类。他们能够在一个对其他治疗无效并选择进行 DBS 手术的强迫症患者身上进行研究。他们在该男子执行一项任务时监测了他伏隔核中植入的电极，在该任务中，他必须在屏幕上出现视觉目标时按下按钮才能获得现金奖励。一旦他习惯了这项任务以及获得现金的奖励，他们就看到了与在小鼠身上观察到的类似的 delta 活动增加，这种脑电波在他开始任务之前立即增强。
在针对不同奖励的行为中，在两个物种中都观察到类似的大脑活动这一事实表明，这种特征可能在许多强迫性行为中很常见。当然，没有赌博习惯的人会接受神经外科手术，医生也不会考虑。哈尔珀恩说：“我们正在寻找那些因病情而垂死或严重衰弱的人。那些即将接受胃部手术或因无法停止暴饮暴食而导致手术失败的人，或酗酒者。”
一个潜在的问题是，如果渴望的特征过于具体，它可能与多种疾病无关，甚至可能不适用于实验室外的常规临床使用。“目前尚不清楚这种信号是与[实验/任务]还是与行为相关，”阿姆斯特丹大学的精神科医生达米安·丹尼斯说，他没有参与这项研究。如果它过于笼统，你可以想象一种情况，即正在接受强迫性进食治疗的人不再喜欢玩二十一点。“但这很重要，因为它表明可以检测到可用于精神疾病的信号，”丹尼斯说。
这是初步研究，仅涉及一个人，没有显示人类治疗效果。“这是验证我们小鼠研究的首次人体病例研究——现在我们必须在更大的样本中进行，”哈尔珀恩说。“我们已向 NIH [美国国立卫生研究院] 提交了一份申请，以在表现出类似暴食行为的肥胖患者身上进行测试。”