剛過去的這個(gè)春節(jié)可謂幾十年來最不尋常的一個(gè)，一場(chǎng)突如其來的疫情打亂了我們所有的計(jì)劃。在大年初一的那天開始，各地都進(jìn)入了封閉狀態(tài)，一切計(jì)劃中的歡慶都未曾開始。鬧區(qū)依然不見了，往年春節(jié)時(shí)的大吃大喝觥籌交錯(cuò)的場(chǎng)景消失了。然而，這個(gè)春節(jié)因?yàn)樽砭贫�發(fā)生的事故必然創(chuàng)歷史最低。以往春節(jié)里，迎來送往必不可少，總會(huì)有人喝多了酒記不起回家的路。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過80％的成年人在其一生中會(huì)不同程度的攝取酒精，其中有不到30％的人會(huì)發(fā)展為酒精使用障礙（alcohol use disorder，AUD）。

那么，酒精為什么會(huì)在個(gè)體之間產(chǎn)生如此不同的結(jié)果？酗酒是天生的嗎？還是后天習(xí)慣養(yǎng)成？
在小鼠身上做的實(shí)驗(yàn)有助于理解這個(gè)事情。

講解之前，我們先了解一個(gè)概念：強(qiáng)迫性飲酒，就是在體會(huì)到飲酒的痛苦之后依然喜歡酗酒，這是酒精使用障礙的一種特征。對(duì)絕大多數(shù)的人來說，酒都不是一種比果汁更美味的存在，所以酒精使用障礙是一部分人嗜酒的原因。

研究人員在小鼠身上再現(xiàn)人類酗酒并體驗(yàn)酗酒痛苦的過程，并讓體會(huì)到酗酒痛苦后的小鼠再次飲酒，觀察小鼠是否愿意在知曉痛苦后仍義無反顧地飲酒。

研究人員將小鼠分成3組，每組小鼠先期經(jīng)過3天的只提供酒（15%）的訓(xùn)練（第1-3天）；
接著從第4天開始，在酒里逐步添加更多劑量的奎寧，持續(xù)2天（第4-5天），奎寧作為一種苦味劑，使小鼠感受到飲酒的痛苦；

接著進(jìn)行的就是14天的無限制提供飲酒和水，模擬酗酒行為，3個(gè)小組分別每天有2，4，6個(gè)小時(shí)進(jìn)行無限制飲用時(shí)間（第6-19天）；

酗酒訓(xùn)練結(jié)束后，恢復(fù)只提供飲酒，持續(xù)3天（第20-22天）；

最后4天，提供飲酒+奎寧（第23-26天）（圖1A）。
 
研究人員發(fā)現(xiàn)，不同小鼠個(gè)體在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了較大的差異（圖1B）。

根據(jù)小鼠在酗酒期的飲酒行為，他們將小鼠分為了3種類型，（1）一直飲酒較少，與酒中的奎寧濃度無關(guān)，稱作低飲酒鼠。（2）飲酒較多，但對(duì)奎寧酒的處理較敏感，稱作高飲酒鼠。（3）飲酒較多，并且對(duì)奎寧酒的處理惰性較強(qiáng)，依然保持高飲酒量，稱作酗酒鼠（圖1C）。

酗酒訓(xùn)練過后，低飲酒鼠的酒精攝入量有所減少；高飲酒鼠在酗酒訓(xùn)練后對(duì)奎寧酒的敏感性有所增加；酗酒訓(xùn)練前，酗酒鼠表現(xiàn)出對(duì)奎寧酒的高耐受力，酗酒訓(xùn)練后，這種耐受力更加有所增強(qiáng)。（圖1D-H）
  根據(jù)以往研究，內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC）在介導(dǎo)包括強(qiáng)迫性成癮在內(nèi)的病理性嗜藥行為中起著至關(guān)重要的作用，嗜酒行為也算其中一種。而既往損傷或酒精引起的PFC功能變化均可導(dǎo)致出現(xiàn)適應(yīng)不良的行為，也會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫性飲酒的出現(xiàn)。而導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)（PAG）參與對(duì)厭惡事件的反應(yīng)，包括戒酒期間的負(fù)面情感狀態(tài)和痛覺過敏。從mPFC投射到背側(cè)PAG的神經(jīng)元（mPFC-dPAG）編碼對(duì)厭惡事件做出的行為。而mPFC-dPAG神經(jīng)元的功能缺陷可能會(huì)破壞這一過程，從而導(dǎo)致強(qiáng)迫性飲酒。

為了知曉這些不同類型鼠在飲酒實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)是不是有這種神經(jīng)結(jié)構(gòu)上的先天因素，接下來的實(shí)驗(yàn)里，在飲酒實(shí)驗(yàn)前對(duì)小鼠的大腦進(jìn)行了植入式的神經(jīng)鈣活動(dòng)成像。在實(shí)驗(yàn)全程進(jìn)行信號(hào)記錄觀察，所用的儀器是由格羅貝爾為中國(guó)授權(quán)代理的inscopix公司nVista微型顯微成像設(shè)備。這個(gè)設(shè)備可以在小鼠進(jìn)行行為學(xué)實(shí)驗(yàn)及自由活動(dòng)期間對(duì)其大腦內(nèi)的神經(jīng)鈣活動(dòng)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察及記錄。整個(gè)顯微鏡埋植在小鼠頭骨上，由一根自聚焦透鏡深入腦內(nèi)部，根據(jù)透鏡長(zhǎng)度可以進(jìn)行表面大腦皮層的觀察和深部腦區(qū)如海馬，紋狀體等的觀察。透鏡有0.5mm、0.6mm、1mm直徑的選擇，整個(gè)透鏡重約2克，小鼠完全可以在清醒狀態(tài)下進(jìn)行各種自由行為活動(dòng)。根據(jù)調(diào)整內(nèi)部液體透鏡的電子對(duì)焦，其焦平面變化可變范圍達(dá)300微米，借助鈣指示病毒表達(dá)的綠色熒光蛋白可以清晰顯示神經(jīng)元胞體、軸突的脈沖式鈣活動(dòng)，反映神經(jīng)環(huán)路中的具體實(shí)時(shí)活動(dòng)。
研究人員將Cre依賴性表達(dá)GCaMP6m的順行追蹤病毒注射到mPFC中，將攜帶Cre重組酶的逆行追蹤病毒注射到dPAG中（圖2A），通過顯微鏡可以觀察到神經(jīng)元成像（圖2B）并可以提取神經(jīng)元活動(dòng)（圖2C）。研究人員在實(shí)驗(yàn)酗酒訓(xùn)練前的階段從記錄到的鈣信號(hào)中找出了352個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)，并對(duì)其進(jìn)行了聚類分析（圖2D-E）。
  整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成后，研究人員發(fā)現(xiàn)，在第1天飲酒中，酗酒鼠比低飲酒鼠腦中有更多的mPFC-dPAG神經(jīng)元表現(xiàn)出抑制反應(yīng)，飲酒期間，低飲酒鼠比酗酒鼠的mPFC-dPAG神經(jīng)元有更強(qiáng)的興奮性（圖2F，G，H）。此時(shí)各類型小鼠尚未表現(xiàn)出飲酒行為上的差異。但這種神經(jīng)元興奮上的差別已顯示出與2周酗酒實(shí)驗(yàn)之后的飲酒行為有相關(guān)性（圖2I，J，K）。 那改變這種神經(jīng)元活動(dòng)是不是會(huì)對(duì)小鼠之后的飲酒行為產(chǎn)生影響。
研究人員在小鼠大腦雙邊的mPFC神經(jīng)元均表達(dá)了鹽視紫紅質(zhì)（NpHR），并在雙邊dPAG植入了光纖，以進(jìn)行神經(jīng)元的光遺傳抑制。在小鼠飲酒或水的過程中，嘴舔到瓶嘴即觸發(fā)光抑制。對(duì)照組則沒有光遺傳抑制。酒瓶里則添加了更高濃度的奎寧，以模擬最高程度的飲酒懲罰。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有光遺傳抑制的小鼠飲酒比對(duì)照組增加了兩倍以上，但是水的消耗并沒有受到影響。而不會(huì)影響水消耗（圖3A-G）。 然后實(shí)驗(yàn)增加了腳下電擊設(shè)置，小鼠每次舔舐酒瓶嘴都會(huì)觸發(fā)電擊，這種情況下，光遺傳抑制依然可以再次促進(jìn)飲酒行為（圖3H-I）。 為了確定mPFC-dPAG神經(jīng)元活性的光抑制是否通過增加酒精的效果或降低對(duì)懲罰的敏感來促進(jìn)飲酒行為，研究人員對(duì)每項(xiàng)成分進(jìn)行了單獨(dú)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在沒有懲罰情況下，光抑制不會(huì)促進(jìn)酒消耗（圖3J-K）。 在類似的痛苦體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，在將鼠尾浸入50℃水中，光抑制可以使小鼠撤出尾巴前的忍受時(shí)間變長(zhǎng)。一方面奎寧對(duì)機(jī)體并不會(huì)有明顯的痛覺刺激，另一方面這一神經(jīng)環(huán)路對(duì)有害刺激又有類似反應(yīng)，因此，光遺傳抑制mPFC-dPAG神經(jīng)元活性其實(shí)是改變了小鼠對(duì)厭惡事件的反應(yīng)。

為了測(cè)試激活這一神經(jīng)環(huán)路對(duì)飲酒的影響，研究人員在mPFC-dPAG神經(jīng)元中雙向表達(dá)了ChR2，一種光激活蛋白，并在mPFC上植入了光纖。并在分析時(shí)避免對(duì)另一側(cè)的腦區(qū)造成影響，以保證實(shí)驗(yàn)鼠正常的運(yùn)動(dòng)和情緒反應(yīng)（mPFC控制著相應(yīng)功能）。這次實(shí)驗(yàn)中，瓶嘴的舔舐觸發(fā)光遺傳激活。實(shí)驗(yàn)過程中，隨著光刺激的功率不斷增加，酒精舔舐不斷減少，而飲水則沒有變化，這一神經(jīng)環(huán)路的光遺傳激活作用類同大腦獎(jiǎng)賞反饋中的懲罰，這是成癮行為的標(biāo)志（圖4）。 研究表明，在小鼠身上，飲酒行為與其先天的神經(jīng)表型是有明顯的相關(guān)性的，對(duì)厭惡通路的抑制或者缺失使得小鼠更愿意嘗試具有痛苦體驗(yàn)的事物。同樣的原理在人身上也極有可能以類似的形式存在著。從實(shí)驗(yàn)中可以看出，飲酒的痛苦是真實(shí)的，即便是對(duì)于酗酒小鼠，在酗酒訓(xùn)練后，對(duì)其也是種強(qiáng)烈的刺激，并且會(huì)不斷增加閾值，這種刺激雖然于它在神經(jīng)層面是一種痛苦免疫的情形，但也只是降低了痛苦的感知，對(duì)機(jī)體其他方面的損害卻是沒有絲毫減少的。

對(duì)于人來說，為了自己和家人的健康，酒還是少飲為妙，因?yàn)榭赡茉谀悴恢�不覺中，你的大腦就會(huì)對(duì)它索取超過你身體可以承受的多。

參考文獻(xiàn)：
Siciliano C A , Noamany H , Chang C J , et al. A cortical-brainstem circuit predicts and governs compulsive alcohol drinking[J]. Science, 366