多變多巴胺——前傳

多巴胺應該是最為大眾所熟知的人體內神經傳遞物質，畢竟「快樂分子」誰不喜歡呢？但你知道嗎？多巴胺可沒有這麼簡單喔！她在人體內所扮演的角色至今依然眾說紛紜，甚至經常傳出她在哪個行為、反應當中，又出乎意料地如何影響著我們。本文藉擬人化科學資訊主題，將多巴胺在科學史上發展的過程、不同階段所發現的不同特性，以少女成長過程作為比喻來觀察和理解，來作為認識迷人多巴胺完整知識架構的前導故事。

撰文｜A.H.

大腦中的「多巴胺」 (dopamine) 在日常的許多不同面相中均影響著我們，包括調節情緒、學習、記憶和運動等。至於在體內的多巴胺，也扮演著重要的角色，不僅和血管收縮／放鬆的程度有關，當血糖過低時也會減少胰島素的產生，同時還能保護腸道內壁。雖然「她」能夠帶給我們諸多良好的效益，但當「她」失衡時，也會帶來嚴重的後果。當多巴胺不足時，可能會引發帕金森氏症；當太多時，則會導致低血壓、幻覺、衝動控制障礙，造成如成癮、躁狂症和增加攻擊性等問題。「她」就像一位善妒的情人，有時可以是一般人口中的「快樂多巴胺」，有時也能讓人「樂極悲生」。在深入瞭解多巴胺之前，我們先來一窺「她」在科學上的形塑歷程。或許你已經發現了，本文一直以女性的第一人稱來稱呼多巴胺，這是為了向第一位發現的女性科學家致敬。

 

少女多巴胺：從疾病研究開始聞名

1957年，多巴胺在倫敦郊外「誕生」（在人腦中發現的時間）了。首位發現者——凱瑟琳·蒙塔古 (Kathleen Montagu) 透過濾紙色層分析法，在許多物種的大腦中鑑定出了存在多巴胺的證據，其中也包括了人類。隨後，1958年瑞典國家心臟研究所的阿爾維德．卡爾森 (Arvid Carlsson) 和同事發現了多巴胺具有神經遞質的功能。在2000年，持續投入於多巴胺研究的卡爾森獲頒諾貝爾生理學醫學獎，因為他發現多巴胺不僅是去甲腎上腺素和腎上腺素的「前驅物質 (precursor)」——指在代謝途徑中，生成另一種物質前的原始化合物——而且本身亦是一種「神經傳導物質」 (neurotransmitter)（圖一）。

 

十歲前的多巴胺在科學界默默無名，一直到了1967年，因左旋多巴 (L-DOPA) 的研究取得突破，在後續的十年間，加速了大腦中的功能、受體鑒定及相關藥理學、抗精神病藥物等方面的研究熱潮。當多巴胺二十幾歲時，在學術探索中的知名度漸漸打開了，人們對於她的理解也逐漸成形。

若拆解多巴胺的名稱，「胺」是她的「姓氏」，表示其屬於兒茶酚胺和苯乙胺這二大胺氏家族的有機化學物質；「多巴」則是她的「名」，表示為左旋多巴的前驅化學物質。有趣的是，「多巴」這個詞還是文藝復興時期在魔法術語中，代表「阿多巴神 (ADOPA)」所創造的一個自然界物質「多巴小天使」呢（圖二）！

 

青年時期多巴胺：快樂代言人

二十一歲的多巴胺，便奠定了她後來最被廣為流傳的身分:「快樂激素」、「快樂賀爾蒙」、「快樂分子」。1978年，羅伊·懷斯 (Roy Wise) 發表了一篇開創性論文：發現多巴胺至少在大腦中部附近的迴路產生「良好感覺」的作用時，是一項必要的條件。接下來懷斯提出的假說：多巴胺是一種「快樂」訊號，成為了多巴胺與快樂連結的基礎。

 

多巴胺四十而不惑？在乎獎勵動機與目標

多巴胺與快樂掛勾的身分維持了約20年，然而，當她到了四十一歲的熟女階段時，似乎已經無法保持住快樂分子的名分了。肯特．貝里奇 (Kent Berridge) 和特里．羅賓遜 (Terry Robinson) 在1998年提出理論，認為多巴胺並非是傳達快樂感覺的神經遞質，而是調節獎勵系統並觸發「想要」慾望的刺激因素。這項研究不僅發展出了當代成癮理論，並重新將多巴胺定義為「慾望信號」：多巴胺系統可以調節獎勵的激勵顯著性，以一種與享樂和獎勵學習分開的方式調節激勵價值。

他們在論文中明確地說：「多巴胺系統對於「想要」的激勵是必要的，但對於「喜歡」或學習新的「喜歡」和「不喜歡」卻不是必需的。」

進入二十一世紀後，多巴胺的多變性使得她的確切性質持續受到挑戰。約翰·薩拉蒙 (John Salamone) 和梅爾塞·科雷亞 (Mercè Correa) 在2012年以「神祕動機功能」的論文，將這段時期不斷變化的相關理論進行整理與討論，並指出多巴胺曾經被認為具有的標誌「享樂」或「獎勵」功能，其實所反映的是更複雜的「動機和目標導向行動」調節功能，例如：努力過程、對努力相關或機會成本的感知以及決策等。而其他新研究也發現，多巴胺神經元與厭惡刺激的反應，以及強化學習或習慣形成等行為皆有所關聯。隨著概念不斷發展，多巴胺在腦部激活、參與反應過程所造成的影響，對於抑鬱、精神分裂、藥物濫用和其他疾病患者的動機功能障礙等的病理分析，具有了更顯著的臨床意義。

多巴胺的確切性質一直是備受爭議的問題。美國《科學人》在2017年的一篇文章，內容是在探討多巴胺這種「慾望貨幣」在科學上對於生理作用的不確定性。文中指出，一些研究認為，在大腦的獎勵系統中，是由多巴胺發出慾望信號，使得我們會想去進行特定的行為；另一派則強調，我們會做出特定的行為，是因為大腦會先預測做出行為後所獲得的獎勵，並指導我們做出相應的行為。此外，另外還有論點則是將兩派的觀點差異分開來看，但兩種解釋均有效。總之，科學的共識就是多巴胺在神經學上雖不能定義快樂，但卻能幫助我們解開大腦神經遞質錯綜複雜的奧祕。

 

今日多巴胺：風情萬種，多變得令科學著迷

今年已經67歲的多巴胺，在科學上我們已知她主要居住在中腦的腹側蓋區、黑質緻密部、下丘腦弓狀核的多巴胺神經元，以及胃腸道中。她不僅能和γ-氨基丁酸 (GABA) 協同合作，幫助嗅覺感覺神經元檢測和區分不同的氣味，若和血清素動態相互作用，也能夠影響人類社會的行為。

如今的多巴胺已不是單純的腦內化學物質而已，我們對「她」的認識，除了早期的快樂分子、中期的慾望信號、獎勵系統、動機功能，以及後來更複雜的動機和目標導向行動調節高手之外，更知道了多變多巴胺還是與記憶、睡眠以及運動感等息息相關的關鍵操控手。在科學持續不斷地理解中，多巴胺的確切性質持續拓展、多變。看著她結構式中「Ho Ho」笑著（圖三）的樣子不禁要說，愈是瞭解多巴胺，多巴胺愈是令人成癮呢！

 

---

參考文獻

1. Collingwood, C., Apr.28.2023, "What is dopamine?", The Royal Institution.
2. Channer, B., Matt, S. M., Nickoloff-Bybel, E. A., Pappa, V., Agarwal, Y., Wickman, J., & Gaskill, P. J., 2023, "Dopamine, immunity, and disease. Pharmacological Reviews", 75(1), 62-158.
3. Björklund, A., & Dunnett, S. B., 2007, "Fifty years of dopamine research.", Trends in Neurosciences, 30(5), 185-187.
4. Internet Archive, The Enochian Magick Of Dr. John Dee. The Most Powerful System Of Magick In Its Original, Unexpurgated Form By Geoffrey James, ark:/13960/t2h78ww58
5. Berridge, K. C., & Robinson, T. E., 1998, "What is the role of dopamine in reward: hedonic impact, reward learning, or incentive salience?", Brain Research Reviews, 28(3), 309-369.
6. Salamone, J. D., & Correa, M., 2012, "The mysterious motivational functions of mesolimbic dopamine.", Neuron, 76(3), 470-485.
7. Szalavitz, M, Jan 1, 2017, "Dopamine: The Currency of Desire.", Scientific American.
8. EurekAlert, Nov. 28. 2023, "How neurotransmitters work together to detect and discriminate odors." 
9. EurekAlert, Feb. 26. 2024, "First-in-humans discovery reveals brain chemicals at work influencing social behavior."