帕金森病治療可能錯了？科學家揭示多巴胺并非運動“開關”

多巴胺是一種關鍵的神經遞質。在帕金森病治療中，傳統觀念通常認為多巴胺是決定運動活力（包括力量和速度）的關鍵因素。長期以來，多巴胺神經元的退化被認為與帕金森患者出現運動遲緩、震顫和平衡障礙等癥狀密不可分。

盡管左旋多巴已被證實可以改善帕金森病患者的運動能力，但關于它是否通過恢復多巴胺的瞬時爆發來增強運動活力，學界始終缺乏直接證據。

近年來，得益于檢測手段的進步，在運動過程中能夠檢測到多巴胺的瞬間波動峰值，有不少人認為相關峰值決定著運動活力。可以這樣來理解：我們的大腦中有一個“動力加油站”，多巴胺就是其中的“燃料”。該領域過去普遍認為，“燃料”的快速波動是讓動作變得有力的關鍵。

然而，一項近期的研究表明，這個看似合理的解釋，可能并不成立。加拿大麥吉爾大學尼古拉斯·特里奇（Nicolas Tritsch）助理教授團隊在 Nature Neuroscience 上發表的一項研究 [1] 指向了相反的方向：多巴胺的作用方式可能并非此前認為的瞬時調控，而是更像維持運動能力的一種基礎支持。

這項研究發現，小鼠紋狀體中的亞秒級多巴胺波動，既不足以決定正在進行的前肢運動力度，也并非其發生所必需。

也就是說，要想讓帕金森患者的動作變得有力，這種多巴胺的快速波動并不是必須的，只要“加油站”中存有一些“燃料”即可。特里奇對媒體解釋說道：“多巴胺對系統的運轉至關重要，但并非決定每個動作執行速度的信號。”

隨著人口老齡化發展，帕金森病的患病率呈上升趨勢。根據《英國醫學雜志》的一項研究預測，“到 2050 年，全球帕金森病患者的數量有可能達到 2,520 萬 [2]。”

該項發現對于理解多巴胺在生理狀態和帕金森病病理狀態下的運動控制作用具有重要意義。這意味著，科學家們對帕金森病及相關治療機制的理解需要轉變，并有助于設計出作用更精準和更安全的帕金森療法。

（來源：資料圖）

在實驗中，研究團隊讓小鼠用左前肢自主按壓杠桿來獲取獎勵，并對小鼠按壓杠桿時的大腦多巴胺水平變化進行監測，從而對多巴胺和運動活力之間的具體關系進行分析。

他們基于這樣的假設：如果多巴胺的爆發影響運動活力，那么在多巴胺水平改變的瞬間會引起動作發生顯著變化——變得更快或更慢。

但令人意外的是，研究人員人為地干預小鼠的多巴胺水平，并沒有對后者動作產生任何影響。實驗結果顯示，左旋多巴這類藥物的核心作用是提升大腦的多巴胺基礎水平，而不是恢復傳統觀念中認為的多巴胺瞬時爆發。

更有說服力的是，即便在小鼠多巴胺水平較低的條件下，仍完成了高力度的杠桿按壓動作。研究團隊還誘導小鼠單側多巴胺神經元損傷，并評估左旋多巴治療的效果。

此外，他們還利用光遺傳學工具在小鼠運動過程中抑制或刺激中腦多巴胺神經元，以探究相關的因果關系。

（來源：Nature Neuroscience）

研究指出，劇烈的按壓杠桿動作需要對側多巴胺的完整性，但不需要亞秒級的多巴胺瞬時信號。研究人員觀察到，小鼠運動時背外側紋狀體的多巴胺水平通常會輕微下降，而背內側紋狀體則略有上升。

然而關鍵點在于，無論上升還是下降，這些細微的波動都與小鼠當時動作的強度幾乎沒有關聯。重要的是，左旋多巴可以在不恢復瞬時多巴胺信號的情況下恢復運動強度，即使多巴胺水平受到強烈調節，光遺傳學操作也未能改變運動強度。

研究顯示，多巴胺并非在亞秒級時間尺度上作為運動指令的“在線增益調節器”發揮作用。相反，多巴胺可能通過動機、動作選擇和強化學習等長期機制影響運動。雖然瞬時多巴胺信號可能通過重復試驗中的突觸可塑性來塑造運動模式，但它們似乎并不調節瞬時運動強度。

“我們的研究結果表明，應該重新思考多巴胺在運動中的作用。”特里奇表示，“將多巴胺恢復到正常水平可能足以改善運動功能，或許能簡化我們對帕金森病治療的思考方式。”

該研究為理解多巴胺在運動控制中的作用提供了新的參考依據。我們看到了這樣一種可能：帕金森病治療的關鍵，或許不在于追逐多巴胺的每次“脈沖”，而在于如何長期、穩定地維持它的基礎水平。

相關論文以《亞秒級多巴胺波動并不決定正在進行動作的力度》（Subsecond dopamine fluctuations do not specify the vigor of ongoing actions）為題發表在 Nature Neuroscience[1]。

參考資料：

1.https://doi.org/10.1038/s41593-025-02102-1

2.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40044233/

3.https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/new-evidence-challenges-understanding-parkinsons-disease-369875

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