科学家正在寻找孤独感，以帮助我们更好地理解社会孤立的代价。神经科学家Kei Tai教授很早就在世界上听到了关于COVID-19的知识，决定回答这个问题，这个问题在社会疏远时代引起了新的共鸣。当人们感到孤独时，他们是否渴望饥饿的人们渴望食物一样的社交互动？她和她的同事们能否检测和测量大脑神经回路中的这种“饥饿”？
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近年来，出现了许多将孤独与抑郁，焦虑，酗酒和吸毒联系在一起的科学文献。越来越多的流行病学研究表明，孤独感增加了生病的可能性。它似乎诱导了抑制健康免疫力的激素的长期释放。孤独导致的生化变化可以加速癌症的传播，加速心脏病的发展，甚至剥夺了最健康的人们的生存意愿。测量和检测它的能力将有助于识别有风险的人，并为新的干预措施奠定基础。
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戴认为，孤独本质上是一个主观的东西。您可以整天孤立地度过一整天，静默地沉思，并感到振奋。或在大城市中间的人群中，在亲朋好友之间感到疏远和困扰。举一个更现代的例子：与来自另一个城市的亲人一起参加Zoom视频通话，并建立深厚的联系；或者相反，在打电话之后感到比以前更加孤独。
这种不准确性解释了为什么在2016年发表第一篇关于孤独症的神经生物学的科学论文之前，Ty试图搜索有关该主题的其他论文时，为什么获得了有趣的结果。她在心理学文献中发现了关于孤独的研究，但是包含“细胞”，“神经元”和“大脑”一词的论文数量为零。
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Tai希望改变事物并开辟一个新领域：旨在分析和理解我们的感官知觉，以前的经历，遗传易感性和生活状况，以及环境如何产生一种特定的，可测量的生物学状态，称为孤独。她想定义这种不可言喻的体验在大脑中被激活时的样子。
如果Ty成功，它将带来新的工具来识别和监视那些因孤独而加剧患病风险的人。它还可以提供更有效的方法来应对由COVID-19大流行引起的健康危机。
寻找孤独的神经元
Ty跟踪了啮齿动物大脑中特定数量的神经元，这些神经元似乎与可测量的社交互动需求有关。就像“饥饿”一样，可以通过直接刺激神经元本身来控制。为了查明这些人群，Ty依靠她在斯坦福大学的卡尔·迪瑟罗特（Karl Deisseroth）实验室作为博士后研究员开发的技术。
Deisseroth是光遗传学的先驱。对于这种技术，将转基因的光敏蛋白植入脑细胞。然后研究人员可以通过光缆发光来打开和关闭单个神经元。这种方法具有侵入性，无法在人类中使用。除了将蛋白质注入大脑外，还需要一条光缆穿过头骨并直接进入大脑。但是，它可以使研究人员调节活动的，活动的啮齿动物的神经元，然后观察其行为。
Ty开始在啮齿动物中使用光遗传学来追踪涉及情绪，动机和社交行为的神经回路。她发现，通过激活神经元并识别大脑中对其信号作出响应的其他部分，它可以追踪各个细胞链，这些细胞链协同工作以执行特定功能。 Tai仔细地追踪了杏仁核的联系：杏仁核是一群啮齿动物和人类恐惧和焦虑的中心。
Salk生物科学研究所的神经科学家Kei Tai试图检测和测量大脑神经回路中的孤独感
科学家早就知道，如果您完全刺激杏仁核，就可以使动物恐惧而萎缩。但是通过跟踪杏仁核各部分之间的迷宫，Ty能够证明大脑中的“恐惧回路”能够给感觉刺激带来比以前认为的细微得多的细微差别。实际上，它也调节了勇气。
Ty于2012年在麻省理工学院的皮克勒学习与记忆研究所开设实验室时，她正在追踪杏仁核与前额叶皮层之间的神经联系，前额叶皮层控制着大脑，而海马体则存储了间歇性记忆。目的是建立我们赖以了解世界，了解当前经验并应对不同情况的大脑神经连接图。
她开始靠运气研究孤独感。在寻找新的博士后时，Ty偶然发现了Gillian Matthews的工作。马修斯是伦敦帝国理工学院的一名研究生，当她在实验中将老鼠彼此分开时，发现了一个意外的发现。社会隔离-孤独的事实-改变了所谓的DRN神经元，表明它们参与了这一过程。
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Ty意识到，如果她和Matthews能够描绘出“寂寞链”，他们将能够在实验室中准确回答她希望探讨的问题：大脑如何用意义填充社会孤立？换句话说，不在人群中的客观体验如何以及何时变成主观的孤独感？第一步是更好地了解DRN神经元在其中扮演的角色。
这里显示的是多巴胺系统中的DRN神经元，
Ty和Matthews刺激这些神经元时首先注意到的一件事是，小鼠开始主动寻求彼此之间的社交互动。在后来的实验中，他们表明，动物有选择权时，会主动避开触发神经元激活的细胞区域。这表明，他们寻求社交互动的动机更多是希望避免痛苦而不是享受，这种经历模仿了孤独的“排斥”感。
在下一个实验中，研究人员将一些小鼠单独禁闭24小时，然后将它们重新引入其他小鼠的社会群体。正如您可能期望的那样，这些动物寻找并度过了与众不同的长时间，就像与其他动物“独处”一样。然后，Ty和Matthews再次分离出了同一只小鼠，这次是通过光遗传学在一段单独的停留后沉默DRN神经元。这次，动物失去了交流的欲望。好像社会隔离并没有进入他们的大脑。
科学家早就知道，大脑包含与汽车燃油传感器相同的生物等效物-一个复杂的动态平衡系统，该系统使我们的灰质能够追踪我们的基本生物需求，包括食物，水和睡眠。该系统的目的是诱使我们表现出维持或恢复自然平衡状态的行为。
研究人员似乎已经找到了一种稳定的调节剂，可以满足啮齿动物的基本社会需求。
下一个问题是：这些发现对人们意味着什么？
渴了一个微笑
为了回答这个问题，Ty与丽贝卡·萨克斯（Rebecca Sachs）实验室的研究人员合作，后者是麻省理工学院认知神经科学教授，专门研究人类社会认知和情感。
计划人类实验更加困难，因为光遗传学所需的脑部手术不是一种选择。取而代之的是，您可以向寂寞的人显示友好的人的照片，以显示社交线索（例如微笑），然后使用MRI扫描跟踪和记录大脑不同部位的血流变化。先前在小鼠中进行的实验使科学家们知道了要寻找大脑的哪个区域。
去年，在萨克斯实验室（Sachs lab）领导研究的博士后莉维亚·托莫娃（Livia Tomova）招募了40名志愿者。他们将自己确定为孤独感较低的社交媒体用户。托莫娃将测试对象留在实验室的一个房间里，禁止与他人接触10个小时。相比之下，托莫娃（Tomova）要求同一位参与者返回第二个10小时的课程，该课程有很多社交互动，但没有食物。
Tomova和Sachs使用MRI来测量禁食和隔离一段时间后大脑对食物和社交互动的反应。右侧的扫描显示了与奖励相关的中脑活动。
在每个阶段的末尾，将受试者放置在MRI扫描仪中，并在其中显示不同的图像。有些人发送非语言社交线索，而另一些人则包含食物图片。
与Ty和Matthews不同，Tomova无法分离单个神经元。但是它追踪了称为体素的较大扫描区域中血流的变化。每个体素都显示了数千个神经元的各个群体的变化活动。托莫娃专注于已知中脑中富含与神经递质多巴胺的产生和加工相关的神经元的区域。
这些领域已经在其他实验中与某种事物的“渴望”或“渴望”感觉相关联。这些区域会因人饥饿时的食物图像或成瘾者中的药物图像而“照亮”。他们会为单身的微笑照片的人做同样的事情吗？
答案很明确：在社交孤立之后，对受试者的大脑扫描显示了社交线索的图像后，大脑中部活动更多。当受试者饿了但没有社交孤立时，他们对食物线索表现出相同的一致反应，但对社交线索却没有表现出来。
Tomova说：“无论是追求社交联系还是追求其他事物，例如食物，它的呈现方式都非常相似。”
大流行作为实验
了解大脑如何产生社会饥饿感将使人们能够更深入地研究社会孤立在某些疾病中的作用。
客观地测量大脑的孤独感可以使抑郁症和孤独感之间的关系更加清晰，这无法通过询问人们的感受来实现。首先出现：抑郁会导致孤独感还是孤独会导致抑郁感？适时的社会干预可以帮助抗击抑郁症吗？
一些研究表明，了解大脑中的孤独感链可能会揭示出孤立的动物更容易成瘾的成瘾。证据对青春期动物特别有说服力，青春期动物对社会隔离的影响比年长或年幼的动物更为敏感。16至24岁之间的人最有可能感到孤独，而正是在这个年龄，许多心理健康障碍才开始显现出来。这里有连接吗？
了解大脑的孤独感链可以阐明成瘾。
但是，当前最明显的需求与COVID-19大流行造成的社会隔离有关。根据一些在线调查显示，自大流行开始以来，寂寞并没有总体上增加。那些最有可能患精神疾病的人呢？当他们被孤立时，什么时候开始威胁他们的心理和身体健康？有什么措施可以保护他们免受这种危险？当我们可以测量孤独感时，我们就开始学习-这将大大简化有针对性的干预措施的设计。
Tomova和Tai在上一篇文章的预印本中写道：“未来研究的一个关键问题是，有多少种积极的社会互动方式可以满足这种基本需求，从而消除对神经的渴望。”玛莎这种大流行“凸显了对人类社会需求以及构成社会动机的神经机制的更好理解的需求。”
“这项研究为朝这个方向迈出了第一步。”
用严格的科学术语来说，这标志着一个全新的研究领域的诞生。您并不经常看到这种情况，更不用说成为现象的一部分了。
“对我来说，真是太激动了，因为我们在心理学上已经听到了大约一百万次有关所有这些概念的信息。Tai说，我们实际上是首次拥有可以连接到系统的脑细胞。-如果有一个单元格，则可以向后追溯其连接，也可以向前追溯其连接；您可以了解到更高的水平以及邻近的神经元在做什么，正在发送什么“消息”。”
“现在您可以找到整个链条，并且知道从哪里开始。”
