Cell | 兴奋剂通过调节觉醒状态而非注意网络影响脑功能

撰文 |Sure

处方兴奋剂（比如哌甲酯 methylphenidate、利斯德安非他明 lisdexamfetamine）常被用来治疗注意缺陷多动障碍（ADHD），大家通常以为它们主要增强前额叶 ， 提高注意力【1,2】。但很多脑成像研究结果互相矛盾：有 研究认为 处方兴奋剂影响注意网络， 也有研究报道 影响运动/感觉区 ，此外还有可能 影响显著性/奖赏相关网络，而且很多研究样本小、不容易重复。 因此，急需大样本和更可靠的研究方法来回答： 兴奋剂到底主要改变了大脑哪些网络之间的联络方式？ 这个科学问题。

近日， 来自 美国 华盛顿 大学 医学院 的 Benjamin P. Kay 与合作者在 Cell 上 发表了 研究 论文 Stimulant medications affect arousal and reward, not attention networks 。 在本研究中， 作者发现 处方兴奋剂并非主要通过增强前额叶注意控制网络起作用，而是通过调节与觉醒状态密切相关的感觉-运动/行动网络，使其脑连接模式类似于充分睡眠，从而在睡眠不足或 ADHD 儿童中改善反应速度和学习表现 。

作者首先利用大样本找出兴奋剂导致的主要改变发生在那个脑区 。 通过 一个超大的儿童队列（ABCD Study, Adolescent Brain Cognitive Development Study，约 1.2 万名 8–11 岁儿童），比较扫描当天早上吃了兴奋剂 和 没吃的孩子，大脑静息态功能连接（rs-fMRI, resting-state functional magnetic resonance imaging）有什么不同。 研究发现，兴奋剂带来的变化最大不在人们常常认为的注意网络/执行控制网络，而主要在更基础的网络上，如动作/运动-感觉相关网络和听觉网络。兴奋剂会让这些 运动/感觉网络内部的连接变弱一些 ，同时 运动/行动网络和显著性/记忆相关网络的连接变强一些 。这些结果表明，兴奋剂影响的重点更像是调节清醒度、行动准备、对外界刺激的处理方式，而不只是让注意网络更强。

由于 大队列是观察性数据 ， 吃药的孩子可能本来就不同（比如 ADHD 更严重、睡眠更少等），不能完全排除混杂 ，确定是药物本身造成的 。 因此，作者招募了5名 健康成人， 比较 同一个人吃药前后 的变化。研究发现，这5名成人服用 40 mg 哌甲酯 前后也出现了大队列中观察到的变化，即 运动/感觉网络内部连接下降 ，同时 运动网络与显著性/记忆相关网络连接上升 。这表明 在健康成人的受控给药条件下，可以复现儿童队列的关键连接改变，支持这些 rs-fMRI功能连接差异至少在相当程度上反映兴奋剂的直接药理效应，而不只是儿童用药人群的诊断 、 行为 、 环境 差异。

作者在儿童超大队列和成人中的研究都表明兴奋剂主要改变的网络是一致的，而这些网络 在功能连接研究中常被认为与清醒/睡眠状态变化相关。 因此，作者推测兴奋剂的作用模式可能会和睡眠充足更类似。为了验证这个假设，作者 在同一个儿童队列里，用家长报告的睡眠时长来代表孩子是不是更休息充分，看睡眠与脑连接的关系，再把它和兴奋剂效应做对比。 分析发现， 睡得更久的 儿童 ，大脑连接改变的模式和 服用 兴奋剂非常像（尤其是在运动/感觉相关网络上）。更有意思的是 ， 在没吃药的 儿童 里，睡眠长短和这些网络连接差异很明显；但在吃了兴奋剂的 儿童 里，这种睡眠 与 连接变化的关系几乎消失了。 在行为表现上， 兴奋剂对成绩 和 认知的帮助更明显地出现在 患有 ADHD 的 儿童或者睡眠不足的儿童中， 而对本来就状态很好、睡得也够的 儿童 ，提升并不明显 。

总的来说， 作者用大样本定位、受控实验验证、再用睡眠机制对照，提出处方兴奋剂最主要改变的是与清醒/唤醒与行动准备相关的脑网络连接（尤其是运动/感觉网络），其模式很像更充足的睡眠 带来的改变 ，而不是主要去强化传统意义上的注意 力 /执行控制网络。 该研究系 统性地改变了我们对处方兴奋剂如何改善认知和行为的神经机制的理解，并且对基础神经科学、临床用药和公共健康都有直接影响 。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.11.039

制版人： 十一

参考文献

1. Rasmussen, N. (2015). Chapter two - amphetamine-type stimulants: The early history of their medical and non-medical uses. In The neuropsychiatric complications of stimulant abuse International Review of Neurobiology, P. Taba, A. Lees, and K. Sikk, eds. (Academic Press), pp. 9–25.

2. Lange, K.W., Reichl, S., Lange, K.M., Tucha, L., and Tucha, O. (2010). The history of attention deficit hyperactivity disorder.Atten. Defic. Hyperact. Disord.2, 241–255.

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