多巴胺是什么？它有哪些功能？

这个问题问的有点大，不是很好回答。如果问题局限在大脑奖赏系统中的多巴胺神经递质有什么作用，可能会容易一些。即使这样，想要回答好也很难。多巴胺神经元的研究是神经科学里面比较热门的研究领域。大家对其功能的理解也经历了很多变化。

中枢神经系统内的多巴胺属于单胺类的神经递质。其他的单胺类神经递质还包括去甲肾上腺素和五羟色胺等。可以释放这类神经递质的神经元一般投射范围都比较广。传统上认为他们可以释放到突触间隙及以外，通过结合G蛋白偶联受体长时间、慢速地调节突触兴奋性，从而被称为神经调质，以区分经典的快速神经递质如谷氨酸神经递质。但事实并非绝对如此。

在奖赏系统中，能够释放多巴胺的神经元位于中脑腹侧被盖区 (ventral tegmental area; VTA) 和黑质致密部 (substantia nigra pars compacta; SNc)。早期的研究人员把刺激电极埋置在VTA，每当动物压杆的时候，就给电刺激该区域，动物就会疯狂的压杆。这就是颅内自我电刺激实验。另外，大家也发现，当动物得到奖赏刺激 (例如食物、水、性) 的时候等，多巴胺的释放就会增加。尤其是在服用成瘾药物之后，多巴胺会更加大量的释放。于是，早期的理论就认为多巴胺的释放让动物产生了快感。这种说法非常流行，以致于一般非该领域的人听说过多巴胺的人都这样认为。

然而，这种说法早就过时了。Berridge和Robinson两个人以及他们的同事，通过一系列实验否定了多巴胺导致快感。他们发现发现，增加或者减少多巴胺并不会改变动物或者人对自然以及成瘾药物的快感体验；但是会改变动物或人对于获得奖赏刺激的动机。他们认为，多巴胺会把正常的奖赏刺激赋予动机属性，从而像磁铁一样吸引动物的注意力和欲望。而成瘾药物可以劫持多巴胺系统，使得药物本身被赋予极大的动机属性。在重复使用药物之后，动物对药物便产生不可控制的欲望。如果把合成多巴胺途径中的酪氨酸羟化酶敲除掉，动物连吃东西喝水的动机都会消失，以至于被活活饿死渴死。这就是他们提出的incentive salience理论。

另外一个，非常有影响力的假说，是由Schultz等人在1997年提出的“奖赏预测误差假说 (reward prediction error hypothesis)”。这一理论是通过在体记录清醒猴子单个多巴胺神经元的放电活动的出来的。首先，训练猴子把一种视觉刺激 (CS) 和糖水的奖赏刺激 (US) 联系起来。就像当年巴浦洛夫训练他的狗是一样的。这种训练被称为巴浦洛夫条件反射。在训练的初期，多巴胺神经元对CS没有反应，但是会对US产生一个快速放电。但是到了训练后期，多巴胺神经元只对CS有反应，而对US没有反应了。另外，如果训练结束之后，在本来应该得到US的时候没有给，多巴胺神经元反而会有抑制的反应。于是他们推测，多巴胺神经元是导致动物学会CS和US建立联系的原因。他们发现，这一现象和机器学习中的reinforcement learning不谋而合。他们利用机器学习理论建立了一些模型，模拟了动物的学习过程。

虽然关于多巴胺和学习的关系有很多支持的证据，最近有两个实验室用光遗传学的方法，更直接地证实了多巴胺神经元与相关性学习的因果关系。基本原理就是用光刺激或者光抑制模拟出奖赏误差信号。如果有兴趣可以参考：(Steinberg et al., 2013; Chang et al., 2016)。

Berridge提出，奖赏刺激作用在动物或者人身上会导致三个结果：快感、动机和学习。多巴胺介导快感的理论已经被抛弃，但是却最被社会大众认可。多巴胺在动机和学习方面的作用是目前该领域比较认可的。同时，也有其他的一些理论需要进一步研究。

Berridge KC, Robinson TE (1998) What is the role of dopamine in reward: hedonic impact, reward learning, or incentive salience? Brain Res Brain Res Rev 28:309-369

Schultz W, Dayan P, Montague PR (1997) A neural substrate of prediction and reward. Science 275:1593-1599.

Steinberg EE, Keiflin R, Boivin JR, Witten IB, Deisseroth K, Janak PH (2013) A causal link between prediction errors, dopamine neurons and learning. Nat Neurosci 16:966-973.

Chang CY, Esber GR, Marrero-Garcia Y, Yau HJ, Bonci A, Schoenbaum G (2016) Brief optogenetic inhibition of dopamine neurons mimics endogenous negative reward prediction errors. Nat Neurosci 19:111-116.

咦，貌似又有好多人在谈论我呀！

没错，我就是多巴胺，一个简单质朴的小分子。不过最近好像有越来越多的人开始关注我了。有好多人对我一见钟情，甚至于神魂颠倒；也有人说我太妖魅，毁人不倦；也有人把我看作快乐的源泉，人生的意义；当然啦，也还有很多人说我是千面娇娃，可以激励也可以抑制，喜怒哀乐里都有我的份。他们想要破解我的秘密，认认真真地想把我每一个分子甚至每一个共价键，以及在每一个细胞上的作用弄清楚。

但是人家其实很简单、很低调的啦。你想想，我从头到尾一共只有8个碳，11个氢，1个氮、两个氧，构成一个环，真的很简单啊；我的生命也很短暂，一般都不超过几分钟就会被分解或者回收，你说我能有多大本事呢？

所以啊，那些把注意力放在我身上的人，真的是跟我一样，太森破了啊！所有那些看起来冷艳高贵神秘的特质 —— 比如快乐的源泉什么的，其实都不是由我决定的好吗？！

所以特地跑过来，郑重介绍我们家老大—— 真正高深莫测、行止无常的神秘家族——多巴胺受体。

多巴胺受体是什么呢？就像所有老大一样，是真正拍板管事的啊。你别看我这个小分子在前台蹦来窜去挺欢实的，可如果最后我们老大不点头，打开通路号令下游一系列信号分子通路，有再多的我也是无济于事。

所以那些指责我不能带来快乐的人，指责我让人上瘾，或者让人麻木什么的，真的是错怪我了啊。那完全是由我们老大决定不再搭理我造成的。

我们家老大跟我什么关系呢？那真是好比沙砾之于泰山啊。我全须全尾的算起来，也就是C8H11NO2，大佬们随便拿出来一个氨基酸都有这么多。更不用说大佬们都是500多个氨基酸起，更不用说三维构象了。来，上张图让你们感受一下。看到了吗，那个小小的小分子，才是我。

而且我们老大家族庞大，成员众多，可以说什么作用都起，什么细胞上都有分布。光从大的家族上分，就有D1-受体家族，D2-受体家族，还有更为低调内敛、极少人知的TARR家族。每个家族的近亲远亲都有十几位大佬。他们也时常强强联手，决定以什么方式、在什么时间控制我这样的小分子的行为及后果。

比如要是受体大佬们觉得我太多太闹腾了，就不再搭理我了。所以即使我们多巴胺虽然没什么变化，可是因为大佬们不点头，在细胞里产生的信号反而弱了。所以你们就会觉得做同样的事没那么爽了。这也就是经常说的“成瘾”。其实这全是受体大佬们决定的。

又比如我们所谓的善变性格，好像每一种情绪里都有我们的事。

首先吧，那就不光是我们多巴胺一个的事儿，其他什么γ-氨基丁酸 (GABA) 啊，谷氨酸啊，经常跟我们一起耍的要说起来得有十几种小伙伴呢。

其次呢，那就要说起我们受体大佬的决策力了：他们决定兴奋就兴奋，决定抑制就抑制；大佬们决定我们什么作用也不起，我们就真的什么用都没有。

前两天还看到有把我们上升到人生意义高度的，可真是太高估我们了。如果说我们家大佬跟人生的意义沾点边，可能还蛮有道理的。

所以下次别再关注我，关注幕后低调内敛的大老板 ⎯ 神秘莫测的多巴胺受体家族吧！

人类的大脑拥有900亿个神经元，形成了复杂的神经网络，各种复杂的神经功能，全靠各种各样的突触，尤其是化学突触——为了在不同的突触之间传递不同的信号，人脑能够合成和释放上百种神经递质，其中最著名的就是多巴胺。

多巴胺可以看作邻苯二酚或者苯乙胺的衍生物，结构非常简单。

它在神经系统中的工作原理也不复杂：当神经兴奋传导到突触的末端，就会刺激突触打开一系列的钙离子通道，多巴胺因此释放到突触间隙中，随即与突触后膜上的受体结合，打开一系列离子通道。

中枢神经系统内以多巴胺为递质的神经元只有大约40万个，数量很少，但它们以复杂的通路投射到很多脑区，产生了控制、动机、认知、奖励等丰富的功能。

比如在中脑里有一个称为“黑质”（substantia nigra）的神经核团，一条“黑质-纹状体通路”（Nigrostriatal pathway）由此向上抵达尾状核与壳核（putamen），它决定了我们的肢体动作能否协调均衡。

从黑质附近的腹侧被盖区（Ventral tegmental area）出发，又有两条多巴胺通路，一条与我们的行为动机关系密切。当它活跃起来，我们就会对正在做的事充满兴趣，从当前的环境中感到舒服，比如爱情给人的美好体验就与多巴胺有关，巧克力因为含有额外的多巴胺，因此也常与爱情联系起来。

另一条与我们的自控能力有关：多巴胺在这条通路中表现为冲动抑制，使行为更加理性。

与此同时，黑质纹状体通路和中脑边缘系统通道还共同构成了大脑的奖励系统：当我们学会了新的技能、达到了新的成就，奖励系统就会及时营造出一种满足感。

不过，这个奖励系统会给同样的成就越来越少的奖励，迫使我们追求更大的成功——毫无疑问，这是我们人类在科学、艺术、政治等等所有领域攀登一切高峰的关键动力。

然而世界上又总有一些能让大脑轻易制造大量多巴胺的东西，比如甜食、游戏、性行为和买买买，它们常能让人沉迷其中无法自拔，让人主观上感到舒服。

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多巴胺，化学结构是这样的，化学名称4-(2-氨基乙基)-1,2-苯二酚

其他答主也说过，是重要的神经传导物质，与人的情欲呀、兴奋感有关。

还有什么作用？说点和我们高分子专业上的有关的吧。

多巴胺，这个东西很“黏”，怎么回事呢？这事还得从贻贝说起，没错，就是你经常吃的海虹，淡菜（还有什么其他叫法？统统砸过来！）

野生状态的贻贝往往都是粘在在岩石啊、礁石的表面，展现出了很强的黏结力，不光在石头表面，还会经常粘附在船体金属外表面。后来发现，好像没有这东西粘不住的表面，在玻璃、云母、石英、木头、塑料等人们常用材料的表面都有着不错的粘力，甚至可以粘在著名的超疏水材料聚四氟乙烯（PTFE）表面上。另外还奇葩在，人工粘合剂往往见水就失去功效，这东西却风吹雨打浑不怕。人们就想看看，到底是什么原因。当然，生物体实现的特殊的功能往往是其精细化学结构、高级组装结构、宏观物理结构等共同作用的结果。我们一层层来看：

• 生物器官结构

从生物体本身器官结构来讲，实现贻贝类表面粘附性能的器官就是从贻贝体内伸出来的足丝结构。而真正实现与表面接触的是足丝末端的那一小“肉片”（英文名叫Plaque，原谅我一时找不到合适的翻译）。

• 显微结构

如果拿一个显微镜的话，就能看见足丝末端的显微结构，实际上是一种疏松多空的泡沫状结构。当然这样的结构更多的提供了足丝的强度与韧性。

别急，我们的主角多巴胺马上就要出来了。

• 化学结构

再来分析一下表面接触的部分的化学结构。主要是一些特殊结构的蛋白，命名为Mfp1至Mfp6。当然这些蛋白本身之间就有着非常复杂的相互作用，每种蛋白的具体功能也不尽相同，先按下不表。

再进一步的分析这些蛋白的分子结构，就发现，它们的氨基酸序列中含有丰富的多巴胺结构。更严格地一点说，是含有多巴胺氨基酸残基（图片中的红色序列）。而这些多巴胺残基中的邻二羟基结构是粘性的重要来源。

当然，有的小伙伴会说，天然氨基酸中并没有多巴胺氨基酸。不错，但是别忘了，天然氨基酸中有着与多巴胺氨基酸非常类似的酪氨酸（只少一个酚羟基），一般认为蛋白中的多巴胺氨基酸残基衍生自酪氨酸。

邻二羟基结构为什么对多种表面有那么强的粘结力？实际上学界对此也是争论不休，一般认为一种原因是氢键，另一种原因是邻二羟基结构对其他原子，尤其是金属原子的强配位作用。另外一方面，邻二羟基在某些条件下是不稳定的，会氧化为邻二醌结构，而邻二醌结构彼此之间可以反应使得蛋白质发生交联，这也在一定程度上增加了粘性。

当然无论是哪种原因，学界至少知道了真正发粘的就是邻二羟基结构。而且生物粘合剂在诸多方面比起人工粘合剂都显示出了得天独厚的优势。于是，一场仿生大戏就拉开了序幕。下面简单地举几个栗子：

• 模仿秀一：仿生粘合剂（用于材料界面粘结）
  

粘合剂在生产生活中发挥了重要的作用。小到你用的固体胶、即时贴，大到汽车、航空航天产业都离不开粘合剂的身影。而人们对于新材料的性能与要求是无止境的。

目前人们使用的人工粘合剂都是高分子化合物。虽然上文所讲的贻贝粘性蛋白性能很好，但是总不能一个一个把上面的粘性成分刮下来。而从合成的角度说，人工制备这些粘性蛋白更是不可能的。所以，既然不能完全模仿，就使用这里面最有效的粘性成分——邻二酚羟基结构。美国学者Johnason曾经进行过这样的探索，在聚苯乙烯聚合物中共聚上邻二酚结构（注意仅仅是邻二酚，而不含有多巴胺中的氨基结构），就完全可以实现其粘结性能，这些仿生粘合剂在对于多种表面都展现出了较强的粘结能力，可以接近于现在已经商业化的一些强力粘合剂。

但是，目前的人工粘合剂还有一个重要缺点，就是粘了几次之后粘结能力迅速下降。为了解决这样的难题，有学者就利用邻二酚类仿生粘合剂制备出具有特殊的纳米柱阵列形貌的可粘结表面。

为什么要使用这样的阵列形貌，实际上还是跟生物学的。这次学习对象是壁虎。壁虎我们知道，可以在垂直的墙面快速行走，展现出了特殊的生物粘性。壁虎爪的粘性更多的是源于爪子表面特殊的微纤毛物理结构。

所以，结合了物理结构仿生和化学结构仿生，一个粘结剂大杀器就出现了。这个是美国学者Messersmith, P. B.的巅峰之作。它逆天在什么地方呢？就是即便你把这个表面揭开-粘上上千次，粘结力都没有明显的下降。而且这样一个过程在水环境中也可以保持。

• 模仿秀二：仿生粘合剂（用于外科手术）

用于外科手术的粘合剂的性能要求是非常高的。首先，在水存在的环境中，以及复杂的生理液体环境中要具有一定的粘结性；其次，要具有较低的生物毒性，不会引起生物体的过敏反应、排异反应等等。最后，通过改变多巴胺聚合物的主链结构与连接基团，可以广泛调节这类材料的固化时间、溶胀性质、力学性能和降解速度。目前，初步的研究结果表明，多巴胺类人工粘合剂对生物组织具有强力粘结性，粘力甚至超过了纤维蛋白胶。

Messersmith, P. B.曾经一小鼠为研究对象研究过一类PEG-多巴胺的生物体内粘结性能。

在小鼠脂肪组织施加粘合剂之后，加入高碘酸盐就可以使这类粘合剂原位地固化。小鼠养了一年以后，他获得了这样的组织切片结果：

可以看到，粘合剂与脂肪组织的界面清晰可见，脂肪组织健康，血管分布良好，同时也没有发现炎症与纤维囊病变的发生。这样的结果在外科手术粘合剂材料的开发中的确是可遇不可求的，该实验室也在积极开发相应的商业化产品。

以上。

参考文献

1.Lee, B. P.; Messersmith, P. B.; Israelachvili, J. N.; Waite, J. H., Mussel-Inspired Adhesives and Coatings. In Annual Review of Materials Research, Vol 41, Clarke, D. R.; Fratzl, P., Eds. 2011; Vol. 41, pp 99-132.

2.Anderson, T. H.; Yu, J.; Estrada, A.; Hammer, M. U.; Waite, J. H.; Israelachvili, J. N., The Contribution of DOPA to Substrate–Peptide Adhesion and Internal Cohesion of Mussel-Inspired Synthetic Peptide Films. Advanced Functional Materials 2010,20 (23), 4196-4205.

3.Boesel, L. F.; Greiner, C.; Arzt, E.; del Campo, A., Gecko-Inspired Surfaces: A Path to Strong and Reversible Dry Adhesives. Advanced Materials 2010,22 (19), 2125-2137.

4.Ye, Q.; Zhou, F.; Liu, W., Bioinspired catecholic chemistry for surface modification. Chemical Society Reviews 2011,40 (7), 4244-4258.

5.Matos-Pérez, C. R.; White, J. D.; Wilker, J. J., Polymer Composition and Substrate Influences on the Adhesive Bonding of a Biomimetic, Cross-Linking Polymer. Journal of the American Chemical Society 2012,134 (22), 9498-9505.

6.Lee, H.; Lee, B. P.; Messersmith, P. B., A reversible wet/dry adhesive inspired by mussels and geckos. Nature 2007,448 (7151), 338-341.

7.Lee, H.; Dellatore, S. M.; Miller, W. M.; Messersmith, P. B., Mussel-Inspired Surface Chemistry for Multifunctional Coatings. Science 2007,318 (5849), 426-430.

8.Brubaker, C. E.; Kissler, H.; Wang, L.-J.; Kaufman, D. B.; Messersmith, P. B., Biological performance of mussel-inspired adhesive in extrahepatic islet transplantation. Biomaterials 2010,31 (3), 420-427.

多巴胺有一个耳熟能详的说法：「多巴胺是快乐物质」。这个误解导致很多不明真相的人以为，直接往大脑里注射多巴胺，就能快乐。在知乎上搜索「多巴胺」，光是看问题就可见一斑：「人生的意义是不是就是多巴胺？」「未来人类是否会用多巴胺取代所有娱乐活动？」「大脑怎样才能分泌更多的多巴胺让自己开心？」如果你明白多巴胺到底是怎么运作的，就不会有这样的误解了。

然而，多巴胺究竟是呢？我们先看下它的个人简历

英文名：dopamine， 缩写 DA

籍贯：大脑里有好几个区域生产多巴胺，但最主要的在基底核（basal ganglia）里。基底核里有两个区域： 黑质 （substantia nigra）和 腹侧被盖区 （ventral tegmental area），负责生产多巴胺。

常居地：黑质—> 纹状体 （striatum）； 腹侧被盖区—> 前额皮层（prefrontal cortex）

图 3 ： 多巴胺在人类大脑中的分布图。黑框里的标记为产地，箭柄为通路方向，箭头则为常居地。多巴胺在大脑里有两个主要的产地，它们相对应的通路已用不同的绿色标识出来了。（图片来源：赵思家）

多巴胺的三大功能

不卖关子了，多巴胺主要有三个功能， 运动控制、行为选择和强化学习 。你可能有点懵逼，怎么感觉它们三个风马牛不相及呢？

我第一次学的时候也觉得莫名其妙。我琢磨了很久该怎么捋多巴胺的功能，改了又改，最后我决定按图索骥——从多巴胺在大脑里的实际分布来讲。

多巴胺从何而来？大脑里的绝大多数多巴胺产于一个叫基底核的中脑区域。

其中，又有两大产地：黑质 （substantia nigra）和 腹侧被盖区 （ventral tegmental area）。它们俩挨得特别近，但我们一定要将它们分开讲，因为产地决定了多巴胺的最终去处，也很大程度上决定了它们的功能。

#额外说几句#

基底核的英文名是「Basal ganglia」。如果你对神经解剖学有一些了解的话，就会发现这个翻译不对劲。Ganglia（单数为 ganglion）的中文翻译应该是神经「节」，指的是周边神经系统的神经核团（神经核团 = 神经细胞的胞体的聚集，a cluster of neurons）。而「核」（nucleus）是指的中枢神经系统的神经核团。那为什么不叫基底节，而叫基底核呢？原因出在英文本身，它本身就是错的；基底核属于中枢神经系统，而不是周边神经系统，所以它本应该叫 basal nuclei，而不是 basal ganglia。这个错误的英语名字现在已经成为习惯，但在被翻译成中文的时候，被纠正了。这种「英文错的，中文翻译反而是对的」的例子实在少见。

咱们换一种方式来解释：多巴胺是从农村进城的打工仔。这群打工仔主要来自一个省份，叫做基底核。细分一下，多巴胺的籍贯来自这个省份两个紧挨的村儿，一个叫做黑质，另一叫做腹侧被盖区。

因为一些未知原因，来自黑质的多巴胺，走不远，出村后全体都会去同省的另一个城市，叫纹状体（striatum）。去的多了，就形成了通路，这个通路被称为「黑质纹状体通路（nigrostriatal pathway）」。这群多巴胺主要就是负责自主运动的调节和控制，比如维持一个姿势或执行一个动作。

但黑质这个村儿啊，有个问题，因为一些未知原因，村上的建筑物（也就是负责生产多巴胺的神经细胞）特别容易一片儿一片儿的受损甚至彻底坍塌（也就是细胞死亡）。这些细胞一死，人就会出现无法控制运动的现象，比如手抖、路都走不了，严重就会出现帕金森。

帕金森 是一种通常在老年人的大脑中出现的疾病，其最明显的症状对动作失去控制权，比如身体僵硬、动作迟缓、或是四肢在不动的时候出现不自主的颤抖等等。现阶段帕金森是不可治愈的，但可以减缓症状。现在最常见的帕金森治疗方式就是摄入 L-DOPA。L-DOPA 是多巴胺的一个前体。那为啥不直接摄入多巴胺呢？因为多巴胺不能经过血脑屏障，你无论是口服还是直接打入血液，都没办法进入大脑，那没啥用，但 L-DOPA 可以。这个 L-DOPA 必须长期使用，而且还有很多副作用，更重要的是，它治标不治本。等大脑里负责生产多巴胺的神经细胞大片死亡，那注入再多的 L-DOPA 都没用了。而患有帕金森的大脑最明显的标志，就是黑质里的神经细胞大片死亡，进而导致黑质纹状体通路里的多巴胺水平降低。

从另一个村儿——腹侧被盖区——出来的多巴胺，就走得比较远了，都要出省。绝大多数会走得特别远，去前额皮层（prefrontal cortex），途径前扣带回（anterior cingulate）和眼窝前额皮质（orbitofrontal cortex），这形成「中脑皮层通路」（mesocortical pathway）。走这个路子的多巴胺主要和 做决策 有关。

决策 （decision-making）是个覆盖很广、内容复杂的认知功能。从某个角度来讲，人的一生，做决定比努力更重要。这里说的决策，主要是指 行动选择 （action selection），也就是「下一步做什么？」。在某个环境下，人或动物可以采取多种行动（比如往左走 or 往右走），而基底核里的神经细胞活动决定了到底采取哪一种行动。更具体一点，在未做决定前，所有的行动都被基底核抑制着（控制着自己不去做），而当基底核对一个行为的抑制减少时，这个行为就会自动启动。这个行为如何实施，不关基底核的事儿，但基底核控制了所有行为的启动开关。换言之，基底核是行动的发起者，但不是实施者。多巴胺在整个这个行动发起的过程中，至少起了 9两个关键作用：

（1）多巴胺设定了 门槛 的高低。 10多巴胺越多，发起行动所需要的动力就越低。往往多巴胺越多，人的冲动性行为就越多，多巴胺越低，人就显得越麻木、反应就越慢。以吸毒这个行为为例，多巴胺越多，「摄入毒品」这一举动所需要的动力门槛就越低，大脑就更难抑制住吸毒行为。前面我们还提到过另一个与多巴胺有关的疾病——帕金森。帕金森大脑中多巴胺水平偏低，这就导致了患者表现麻木、行动僵硬。但有个有趣的现象值得注意：有一种行为反应，帕金森患者和常人一样，那就是面对危险时下意识做出的「战或逃」反应（这可能是因为战或逃反应时由去甲肾上腺素控制的，而不是多巴胺）。但如果通过药物提高帕金森患者大脑中的多巴胺水平，就会使得帕金森患者在面对危险的时候做出过激的反应。这些都和多巴胺控制着行为选择的门槛高低这一点密切相关。如果我们能完全了解大脑的正常运转机制，当大脑出问题的时候，一切问题都不会是问题。

（2）多巴胺还给行动选择带来了「 学习 」这个技能。比如说，如果基底核发起了一个行动 A，并且行动之后多巴胺水平升高了，中脑皮层通路就会做出相应改变，使得下一次遇到类似的环境/场景时，更倾向于选择行动 A。

还有一小部分从腹侧被盖区出来的多巴胺，出省之后，没走多远，到了伏隔核（nucleus accumbens）；而这条通路叫做「中脑边缘通路」（mesolimbic pathway）。这条通路特别有名，也叫做「奖励通路」（reward pathway）。这条通路上，多巴胺越高，「想要」的这份欲望就会越强烈。用学术的话来讲，就是它控制了激励显著性（incentive salience）。一个亿，你给王健林，他可能还瞧不上，但给我，我立马喊你爸爸。换句话说，同一个奖励，对不同人、不同时间、不同环境，会有产生不同的激励显著性。

正因这条通路负责控制激励显著性，这条通路上的多巴胺有个特别重要的任务，那就是强化学习（reinforcement learning）。举个例子，你在夜市上乱晃（探索未知环境），试了一家麻辣小龙虾，特别好吃（奖励），吃了还想吃（激励），从此以后，你每晚都去这家吃麻小（遵从行为）。从探索到遵从，这个养成习惯性行为的过程，就叫强化学习。

如果了解人工智能，这个词儿你一定不陌生。在机器学习里的强化学习是指「如何基于环境而行动，以取得最大化的利益。」其实这个词儿就是从神经科学这儿来的，我们这里强化学习是指：人为了达到某种目的，在特定环境下采取特定行为。当这种行为带来奖励后，这种行为从此会反复出现，形成习惯，这叫正强化；但如果这种行为带来惩罚，这种行为就会逐渐减弱，这叫负强化。这个认知过程对于动物来说实在是太重要了，没有这个功能，我们和草履虫有什么区别。而多巴胺主要就负责这个正强化。

说到这里，就不能不说上瘾 。

蟹腰。多巴胺（Dopamine）是一种重要的神经递质，体内合成释放贮存代谢过程此处不表，除公众认知中其对爱情的产生具有美妙的催化作用外，它与帕金森病（Parkinson's Disease, PD）息息相关。PD作为一种常见的神经退行性疾病，病理特征表现为中脑黑质致密部多巴胺能神经元进行性丢失及胞内路易小体形成。多巴胺在体内作用于其特定受体（Dopamine Receptors, Drd1-Drd5），随即激活下游信号通路。13年上海中科院药物研究所相关团队在nature杂志报道，激活星形胶质细胞多巴胺第二受体（Drd2）可抑制由MPTP导致的小鼠中脑多巴胺能神经元死亡，并具有抗胶质细胞活化与抗神经炎症的作用。

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这大概会是我在知乎上所参与的问题中最具学术性的一个回答了

没人邀请，自答一发~

本学期上P大的Bio2000课程中，涉及到了一些多巴胺的内容，做个简单的总结。

1. 概述部分，什么是多巴胺？主要是wiki里面的翻译。

多巴胺（DA）按系统命名法，名为邻苯二酚乙胺，属于儿茶酚胺类物质。其盐酸盐为白色、有光泽结晶。熔点243—249℃（分解）。无臭。味微苦。置于空气中及遇光时颜色渐变深。易溶于水。

在五十年代以前，多巴胺一直被认为是合成去甲肾上腺素的前体。瑞典哥德堡大学教授阿维德·卡尔森（Arvid Carlsson）在五十年代进行了一系列开拓性的研究，证实了多巴胺是脑内的一种重要的神经递质，并且还和帕金森病之间存在着密切的关系。

此后，科学家们进行了大量关于多巴胺的研究，人们对多巴胺这个神奇的小分子在大脑内的作用的认识也不断加深。卡尔森也因为他的研究成果，获得了2000年的诺贝尔生理或医学奖。

2. 多巴胺是一种作用于神经传导的化学递质分子

2.1 什么是神经递质？

在我们的机体内，有很多神经细胞，如上图所示。神经细胞有许多凸出的部分，这些凸出的部分可以分成两类，轴突和树突，一般情况下，1个神经细胞拥有1个轴突，1到多个树突。神经细胞在传递信号的时候，由前一个神经细胞的轴突释放化学分子作为一个刺激信号，被后一个神经细胞的树突所接收，完成1次神经信号的传递。其中，释放的化学分子就是神经递质。我们今天介绍的多巴胺就是一种非常常见的神经递质。（下文为了省略，用DA代表多巴胺）

2.2 多巴胺在体内怎么合成？

多巴胺在体内的合成原料主要是酪氨酸 Tyr，合成过程如下：

2.3 在细胞水平上，多巴胺怎么失去活性？

多巴胺失活主要通过以下四种途径：

1. 被突触前膜重摄取，绝大部分
2. 被突触后膜摄取
3. 在突触间隙内被破坏
4. 遗漏入血

除进入突触前膜的其中一部分可被 DA 囊泡摄取再次投入使用以外，其余途径大部分被分解，经肾排出。多巴胺的代谢分解机理主要包括两个方面——氨基修饰与儿茶酚胺侧链修饰。氨基修饰通过

MAO(一元胺氧化酶)氧化脱氨变成醛，进一步转化为酸或醇。儿茶酚胺侧链修饰可以通过COMT(儿

茶酚氧位甲基移位酶)使DA 氧位甲基化，或者使DA氧位与硫酸或葡萄糖醛酸结合形成复合物

3. 多巴胺的具体功能

3.1 多巴胺对身体的调控

DA 对躯体活动的调节作用是比较显著的，中枢多巴胺系统，尤其是黑质-纹状体束，在躯体

运动中具有举足轻重的地位。该系统的兴奋，可引起好奇、探究、运动增多等反应；而该系统的

抑制，则会导致运动减少甚至生命活动受阻。

• 增大 DA 的量，可以使生物体的运动功能增强。
  
• 削弱多巴能神经元活动，会使运动功能降低。如果 DA 受体被阻断，或者黑质-纹状体束受到损毁，则动物的运动受到极大影响。
• DA活性的不对称导致运动的不对称。实验发现，向大鼠的单侧脑室内注射去水吗啡，
  可使大鼠的头部转向对侧。这就是说，DA 的不均匀分布，或者 DA 活性的不均匀，会导致动物运
  的方向不对称性。
  

3.2 多巴胺对情绪的调控

作为一种神经递质，多巴胺能够影响脑部的精神、情绪部位。目前一种观点认为，中脑-大脑

皮质、中脑-边缘叶的多巴胺能通路积极参与精神和情绪活动。而一旦脑部多巴胺分泌异常，人的

精神就会迅速异常。

3.3 多巴胺对心血管活动的调控

DA 的第四个重要功能就是调节心血管的活动，其对心率、血压和血管阻力都有一定的作用。

4. 多巴胺与疾病

4.1 与运动相关的疾病

前面已经讨论过，DA及其相关神经对人体的许多功能，特别是躯体运动具有非常重要的调节

作用，因而一旦黑质内多巴胺能神经元、纹状神经元发生病变就会导致一系列和躯体运动有关的

神经性疾病。这些疾病通常称为运动性疾病。最典型的例子就是帕金森综合征。

目前研究表明，帕金森病人在基底神经节存在多巴胺浓度比正常值明显偏低的现象。在帕金森病期间, 产生多巴胺的基底神经节的神经细胞萎缩, 导致了颤抖、僵硬等症状。

4.2 精神分裂

精神分裂症是一类严重而表现复杂的疾病，主要表现为思维障碍、幻觉、妄想和稀奇古怪的
行为等。对于其详细病理，目前科学界尚无统一的认识。

但是目前的临川药物实验表明，使用DA的拮抗剂，能够显著改善精神分裂的症状，所以目前有一个观点就是，DA受体出现超敏现象，有可能导致精神分裂症状。

完结。

关于爱情：肾上腺素决定出不出手，多巴胺决定天长地久，五羟色胺决定谁先开口，端粒酶决定谁会先走。

可以画在T恤上

作家们议论跑步，变着弯来阐释多巴胺的麻醉效果，长时间的运动会让感官痛苦，如果大脑执意任性，那么垂体分泌多巴胺，防止情绪崩溃。停止了跑步，你的血液里依然有这玩意。赈灾的米袋来不及收口，你多收了三斗。从原理上讲是人理性认识大脑后跟大脑欺骗，好比为了屎味咖啡豆给麝香猫灌肠。冯唐、村上连马英九都赞美他。那么它为什么就这么屌呢？私以为多巴胺的爽是压倒一切的，不惜一切代价的，是不需要认同的，上帝说要你爽，然后你就有了爽。是自信地穿上新衣的皇帝，是悠哉地在金日成综合大学游泳馆泡脚丫子的金正恩，是黄晓明怀里纯天然的anglebaby。有一天我在我家乡镇子里跑步，我看见有只白鹤向片甘蔗田飞去，太阳正好要落山。估计此刻的多巴胺剂量有点大。我脱离了低级的趣味，不着急拍照发朋友圈，那只鹤飞进了落阳的半圆里面，我不着急跟任何人分享任何文艺体验。这就是多巴胺，naive and excited。

我朋友在骑摩托飞驰的时候 ，得出了一个结论：年轻时恋爱的最大成本是那时候的荷尔蒙和多巴胺，过了时间，它不会为第二个那么优秀的人再分泌一次

真是残酷的现实

人类这样的动物性决定了所谓刻骨铭心的唯一性

有关多巴胺的最新研究进展。

哈佛研究团队在Cell发表了关于多巴胺释放的分子机制和动力学特征，证明多巴胺是在特定位点快速精准的释放，而不是以前认为的作用弥散、不严谨的慢递质。

这是不是为“一见钟情”提供了理论支持呢？

脑神经细胞能合成60多种作为神经递质的脑内荷尔蒙，可以激发快感、觉醒、镇静等作用，其中，多巴胺可以诱发采取行动的动机、愉悦的感觉。

多巴胺是引发快乐的荷尔蒙

虽然没有完全弄清多巴胺的功用，但至少知道多巴胺主要在下列情况下分泌。

做愉快的事情时，目标达成时，被表扬时，准备开始新活动时，热情高涨干劲十足时，好奇心起作用时，深陷恋情心情激动时，性爱亢奋时，品尝美食时，诸如此类。也就是说，心情愉悦，充满期待感、荣誉感、成就感时会促使多巴胺大量分泌。

多巴胺回路是快感干线通过的通道

基于感情的身心机能，通过排列在脑干内的无髓神经分泌的各种各样的神经递质控制。以多巴胺、去甲肾上腺素、血清素等作为神经递质的神经元群，为了传递情感信息，在大脑皮质的广大范围内铺开轴突，称作“广范围调节系统”。促进多巴胺分泌的是如前所述的无髓神经，核心是“黑质”和“多巴胺启动性神经元”。掌握喜悦和幸福感等愉快情感的是与扁桃体同属大脑边缘系的“侧坐核”。从此处伸展出的神经将抑制性的神经递质 \gamma- 氨基丁酸送至黑质和腹侧被盖区。另一方面，从前头联合区伸展出来的神经，将兴奋性的神经递质谷氨酸送过来，通过调和这两种物质的比例控制多巴胺分泌。从黑质和腹侧被盖区发出的轴突，伸展到脑的各部分。接受多巴胺刺激的有大脑边缘系的扁桃体、侧坐核、海马、大脑基底核的纹状体（尾状核和壳）、带状回、下丘脑、前头联合区，这些全都是与快感相关的脑的部位。

多巴胺撩拨欲望

• 脑获得奖赏多巴胺会增加

有了快乐、高兴的事，脑内多巴胺就会游走。

通过考察人脑对什么样的刺激产生怎样的反应，我们对多巴胺也有了一定的了解。例如，拼命努力学习获得了优异成绩时，会去吃好吃的。这就是获得了“生理性奖赏”，此时会从大脑基底核的纹状体释放多巴胺。

还有，作为对优异成绩的表彰得到了很多零花钱，也就是获得了“金钱上的奖赏”时，同样会从纹状体释放多巴胺。甚至当收到的不是钱，只是夸奖的话和高度评价，好评等言语鼓励时，仍会从纹状体释放多巴胺。

人不光是在获得金钱和物质时，把获得的他人的表扬和好评同样视为奖赏，这称为“社会性奖赏”。

• 快感成癖的脑的结构

多巴胺被释放出后，脑顺便也记住了引起这个快感的行为。这段记忆被储存在海马内，下次出现同样状况时，为了更有效地分泌多巴胺神经元变换连接，生成新的突触。

为了反复感受快感产生了“欲望”，在不断重复引发快感的行为的过程中，突触被进一步强化熟练了该行为，这一串的循环称为“强化学习”。

提升干劲关键是要强化多巴胺回路

• 要想维持干劲必须要打包行动和快感

多巴胺是与“干劲”有很深关联的神经递质。广义范围内也与学习、记忆、认知、警觉、情绪、睡眠等有所关联。开始尝试新的事物时，“好嘞，加油干！”跃跃欲试情绪高涨时，多巴胺被大量分泌。但是经过两三回就产生了惯性，分泌量也随之降低。

为了再次促进多巴胺的分泌，也为了维持干劲，最好将“行动和快感”打包。比如，做走路等运动时，要坚信“有趣”“痛快”，把行动和快感捆绑在一起。

• 凭借具体的和阶段的目标养成感到成就感的习惯

设定具体的目标对维持干劲也有帮助。有了“每周3次每次走30分钟”等的目标更容易体会达成时的快感。此处的关键是，目标要定得稍高一点儿。

设定几个阶段性目标，逐条达成对“鼓励脑，提升能力”也是一个好办法。每个阶段完成时多巴胺都会活跃在脑内，跃跃欲试地迎向下一个课题。如此这般和成就感的雀跃相连接，那么多巴胺在获得奖赏之前也会起作用。

多巴胺的真正的作用在于激起我们的干劲推进行动，使目标达成，规避不良结果。

多巴胺过量，有罹患依存症的危险

• 要注意奖赏系统的回路是依存症的陷阱

多巴胺是使前头联合区兴奋，引发欲望的物质。若大量分泌脑会过度兴奋，引发“陷入亢奋状态，甚至伴有攻击性。”“对饮酒、吸烟、暴食、药物等产生依赖，无法戒掉某种行为。”“出现幻觉和妄想、精神分裂症发病”等结果。

带来快感的脑回路“奖赏系统”，是为了能积极地生存下去而准备的奖励。但是若想违反常规地获得“奖赏”，就会落入“依存症”的陷阱。依存症指的是感觉“没有这个就活不下去”，反复接触的状态，依赖的对象涉及很多方面。物质上有尼古丁、酒精、药物，行为上有赌博、性，人际关系上有恋爱和邪教等不胜枚举。对这些产生依赖的人的脑内分泌多巴胺，记住初次体验的快感后，总想着“还想再次体验”。

• 多巴胺的过量分泌打破了精神平衡

即便多巴胺过量释放，通常也会有起反作用的血清素等抑制性神经递质抑制脑的过度兴奋。而罹患依存症的人的脑内，这种神经递质的平衡被打破。出现精神障碍的精神分裂症的发病机制尚不明了，但是，通过治疗中使用抑制多巴胺功能的药物这一点，可以推测与多巴胺的过量分泌有关。

多巴胺缺乏，意志和好奇心会减退

• 多巴胺缺乏引发工作记忆机能下降

唤起意志的多巴胺分泌不足，会对身心产生什么样的影响呢？一般认为主要有“意志、兴趣和好奇心等减退，进入萎靡状态”，“帕金森病发病”等病症。

具体来说就是当多巴胺缺乏时，工作记忆的功能下降。工作记忆位于前头联合区，是暂时保存信息，供复杂的信息处理顺利进行的地方。这里起调节功能的主要是多巴胺、血清素、去甲肾上腺素等神经递质。

特别是多巴胺在前头联合区内分布很多，给猴子投放抑制多巴胺和去甲肾上腺素的药物会发现其工作记忆功能下降。不过多巴胺过多工作记忆功能也会下降。因此，我们可以得出，对于工作记忆的活性，适当浓度的神经递质的释放是最重要的结论。

• 帕金森病与多巴胺的减少有关

帕金森病是仅次于阿尔茨海默性痴呆症的多发性神经系统变性疾病。连接中脑黑质到大脑基底核纹状体的路径中神经元发生变性，致使多巴胺分泌减少致病。

因为纹状体与运动机能相关，多巴胺减少后诱发手脚发颤、肌肉僵硬、无法保持姿势等帕金森病特有的运动障碍。治疗帕金森病的代表性药物中含有多巴胺的前驱物质，进入脑内可转换为多巴胺弥补其不足。

简单来说，可以激动交感神经。作为药，具有升血压，抗休克的作用，临床上最常用的就是盐酸多巴胺注射液，可以用来解决心梗，创伤，败血症，肾衰，充血性心衰等等引起的休克，口服无效，只能通过静滴给药，急诊科用的比较多，抢救的时候经常听见医嘱说多巴胺20毫克加到5%的葡萄糖静滴，有时候遇到血压很低的病人，医嘱也会下多巴胺缓静滴来升血压，再说休克什么的也可以用，抢救车里面规定了必须要有多巴胺。总之在医院里面挺常用的。