多巴胺與血清素在決策中的神經生物學研究

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多巴胺與血清素在決策中的神經生物學研究：從基礎機制到臨床應用

Grok 4, xAI (基於2025年最新研究整合)

摘要

多巴胺（dopamine）與血清素（serotonin）是大腦中關鍵的神經傳導物質，在決策過程中扮演互補角色。多巴胺主要驅動獎賞預期與風險偏好，而血清素則抑制衝動並促進謹慎評估。本論文整合2025年最新研究，包括光遺傳學（optogenetics）探討其交互機制、生物學功能、異常症狀，以及與風險決策、賭博成癮、運動感覺失調及做夢講夢話的關聯。透過系統性文獻回顧與分析，我們揭示多巴胺與血清素失調如何導致行為障礙，並討論未來個人化治療潛力。研究顯示，多巴胺強化探索行為，血清素維持平衡，交互失調可能加劇成癮與神經退行性疾病。 7

引言

決策是大腦複雜認知過程的核心，涉及獎賞評估、風險權衡與衝動控制。多巴胺與血清素作為單胺類神經傳導物質，在此扮演關鍵角色。2025年研究強調其在不確定環境下的互補功能：多巴胺推動高風險高回報選擇，血清素則強調長期後果。 6 本論文以決策研究為中心，整合生物學基礎、異常症狀、光遺傳學進展，以及相關行為障礙（如賭博成癮、運動感覺失調與做夢講夢話），旨在提供全面視角，並探討臨床應用。

多巴胺與血清素的生物學功能

多巴胺的功能

多巴胺主要在中腦的黑質（Substantia Nigra）與腹側被蓋區（VTA）合成，透過D1-D5受體調節神經訊號。其核心功能包括：

  • 獎賞與動機：在伏隔核（Nucleus Accumbens）中強化愉悅感與行為重複，驅使追求獎賞。
  • 運動控制：在基底神經節（Basal Ganglia）協調動作精準度。
  • 感覺整合：參與本體感覺（proprioception），幫助感知肢體位置。
  • 睡眠調節：影響REM睡眠階段的夢境生成與肌肉抑制。
  • 認知與決策：在前額葉皮層影響注意力與風險決策，促進探索行為。 0 

血清素的功能

血清素在縫核（Raphe Nuclei）合成，透過5-HT1-7受體作用：

  • 情緒調節：穩定情緒，增強幸福感與滿足。
  • 衝動控制：抑制即時衝動，促進理性決策。
  • 認知功能：影響學習、記憶與注意力。
  • 生理功能：調節睡眠、食慾與腸腦軸。 0 

兩者交互形成動機與抑制的平衡，在決策中尤為重要。

水平異常的症狀

多巴胺異常

  • 過多：導致精神分裂症（幻覺、妄想）、躁症（情緒高漲、衝動）與成癮行為。
  • 不足：引發帕金森氏症（顫抖、僵硬）、抑郁症（無快感症）與ADHD（注意力缺陷）。
  • 分布不均：造成強迫症（OCD，反覆行為）或藥物副作用（如病態賭博）。 4 

血清素異常

  • 過多：血清素症候群（躁動、發燒）。
  • 不足：抑郁症（情緒低落）、焦慮症與OCD（強迫思想）。
  • 分布不均：偏頭痛或腸躁症（IBS）。 3 

異常水平常影響決策，導致衝動或保守偏誤。

多巴胺與血清素在決策中的角色與比較

多巴胺在決策中的角色

多巴胺強化獎賞預期，在不確定環境下促進風險偏好。2025年研究顯示，多巴胺水平高時，伏隔核活性增強，推動高風險選擇，如模擬賭博遊戲中傾向冒險選項。 8 在賭博成癮中，多巴胺過度釋放強化「接近贏」的快感，低D2受體活性者易成癮。 9

血清素在決策中的角色

血清素抑制衝動，促進謹慎決策。血清素不足時，個體更易選擇高風險選項，增加衝動行為。 5 在賭博成癮中，血清素低削弱控制力，SSRI藥物可減輕症狀。

比較與交互

多巴胺驅動「探索 vs. 利用」的探索端，血清素促進利用（保守）端。2025年研究顯示，其交互在紋狀體中最小串擾，但5-HT-谷氨酸共釋放暫增多巴胺，影響獎賞學習與決策平衡。 1 2 失衡導致成癮或抑郁，強調聯合調節的重要性。

光遺傳學探討多巴胺與血清素在決策中的細節

光遺傳學提供時空精準控制，2025年研究深化理解：

  • OptoDRD2研究：開發光控D2受體，藍光刺激LGP興奮性神經元增加運動頻率，顯示D2在決策中的興奮作用，挑戰傳統抑制觀點。 2 
  • 紋狀體交互：光刺激VTA多巴胺神經元提升紋狀體多巴胺釋放，但不影響血清素；反之，血清素刺激暫增多巴胺，相關成癮決策。 1 
  • 光藥理學工具：如Azodopa光致變色配體，可逆調控多巴胺受體，應用於決策學習模型。
  • APE信號：光遺傳刺激證實多巴胺編碼行動預測錯誤（APE），穩定習慣決策，相關賭博成癮。 8 

與運動感覺失調及做夢講夢話的關聯

多巴胺失調影響感覺-運動整合，導致運動感覺失調（顫抖、不穩），常見於帕金森氏症。 4 光遺傳刺激改善小鼠本體感覺缺陷。

在做夢講夢話（RBD）中，多巴胺退化導致REM肌肉抑制失敗，引發講話或動作，預示帕金森氏症。 4 血清素不足加劇衝動，交互失調放大決策障礙。

討論與未來方向

多巴胺與血清素的交互強調決策的動態平衡，2025年光遺傳學進展提供新工具，如精準靶向療法。未來可整合基因檢測與計算模型，開發個人化治療（如SSRI結合多巴胺激動劑），針對成癮與神經退行性疾病。挑戰包括區域特異性與交互複雜性。 3

結論

多巴胺與血清素在決策中的研究揭示了神經生物學基礎，為行為障礙提供新洞見。整合光遺傳學與臨床應用，將推動精神醫學進步。

參考文獻

  1. Striatal Crosstalk Between Dopamine and Serotonin Systems. eLife, 2025.
  2. Striatal Crosstalk Between Dopamine and Serotonin Systems. bioRxiv, 2025.
  3. Words activate hidden brain processes shaping emotions, decisions. Virginia Tech News, 2025.
  4. Dopamine and serotonin in human substantia nigra track social context. Nature Human Behaviour, 2024.
  5. Dopamine and serotonin differentially associated with reward and learning. PMC, recent.
  6. Complementary roles of dopamine and serotonin in model-based learning. Current Biology, recent.
  7. New Stanford Study Redefines the Dopamine-Serotonin Relationship. SciTechDaily, 2024.
  8. Dopaminergic computations for perceptual decisions. Current Biology, recent.
  9. Differential Associations of Dopamine and Serotonin With Reward Learning. JAMA Psychiatry, 2025.
  10. The Roles of Dopamine and Serotonin in Decision Making. PMC, 2011.

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