大脑中的持续性：人类和小鼠的短暂刺激如何引发持久情绪

* *Key terms:* Neuroscientists (神经科学家), psychiatrists (精神科医生), brain activity (大脑活动), underlying (构成...的基础/背后的), emotions (情绪), make us tick (让我们运转/驱使我们行动 - idiomatic, needs careful handling), make us sick (让我们生病/致病). * *Draft:* 尽管神经科学家和精神科医生尽了最大努力，但他们对我们情绪背后的脑活动、情绪如何驱动我们以及如何让我们生病了解得还远远不够。 * *Refinement:* "Make us tick" is often translated as "让我们运转" or "驱使我们行动". In this context, it refers to the fundamental functioning of the mind. "Make us sick" refers to pathology. * *Final Polish:* 尽管神经科学家和精神科医生付出了巨大努力，但对于情绪背后的脑活动，以及情绪如何驱动我们行为、如何导致疾病，他们的了解还远远不够。 * **Paragraph 2:** * *Source:* "Now, in a study scheduled to publish May 29 in *Science*, Stanford Medicine investigators have mapped the brainwide neuronal processing that underlies the emotional response triggered by a mildly unpleasant sensory experience. Features of this brain activity turn out to be shared by humans and mice -- and, by extension, every mammal in between. (Perhaps your pet has already explained this to you.)" * *Key terms:* scheduled to publish May 29 in *Science* (定于5月29日在《科学》杂志发表), Stanford Medicine investigators (斯坦福医学的研究人员), mapped (绘制了...图谱), brainwide neuronal processing (全脑范围的神经元处理过程), emotional response (情绪反应), mildly unpleasant sensory experience (轻微的不愉快感官体验), by extension (以此类推/推而广之), mammal (哺乳动物). * *Draft:* 现在，在一项定于5月29日在《科学》发表的研究中，斯坦福医学的研究人员绘制了由轻微不愉快感官体验触发的情绪反应背后的全脑神经元处理图谱。这种大脑活动的特征结果证明是人类和小鼠共有的——推而广之，也是介于两者之间的每一种哺乳动物共有的。（也许你的宠物已经向你解释过这一点了。） * *Refinement:* "Brainwide" -> 全脑范围. "Neuronal processing" -> 神经元处理过程. "Mapped" -> 绘制了...图谱. The parenthetical remark is humorous, keep the tone. * *Final Polish:* 目前，在一项定于5月29日在《科学》杂志发表的研究中，斯坦福医学的研究人员绘制了由轻微不愉快感官体验触发的情绪反应背后的全脑神经元处理图谱。结果表明，这种大脑活动特征为人类和小鼠所共有——推而广之，也为介于两者之间的所有哺乳动物所共有。（也许您的宠物已经向您解释过这一点了。） * **Paragraph 3:** * *Source:* "The findings could help unveil some of the driving forces behind numerous neuropsychiatric disorders, which are characterized in large part by troublesome emotional manifestations." * *Key terms:* unveil (揭示), driving forces (驱动力), neuropsychiatric disorders (神经精神疾病), characterized (具有...特征), troublesome emotional manifestations (令人困扰的情绪表现). * *Draft:* 这些发现可能有助于揭示许多神经精神疾病背后的一些驱动力，这些疾病在很大程度上以令人困扰的情绪表现为特征。 * *Refinement:* "Troublesome" -> 令人困扰的/麻烦的. "Manifestations" -> 表现/症状. * *Final Polish:* 这些发现可能有助于揭示多种神经精神疾病背后的一些驱动因素，这些疾病的主要特征便是令人困扰的情绪表现。 * **Paragraph 4:** * *Source:* "'Emotional states are fundamental to psychiatry,' said Karl Deisseroth, MD, PhD, professor of bioengineering and of psychiatry and behavioral sciences, who led a collaborative team effort spanning Stanford Medicine's hospital and laboratory facilities. Sharing senior co-authorship of the study with Deisseroth are Carolyn Rodriguez, MD, PhD, professor of psychiatry and behavioral sciences; Vivek Buch, MD, assistant professor of neurosurgery; and Paul Nuyujukian, MD, PhD, assistant professor of bioengineering and of neurosurgery. The lead co-authors of the study are postdoctoral scholars Isaac Kauvar, PhD, and Ethan Richman, PhD, and MD/PhD student Tony Liu." * *Key terms:* Emotional states (情绪状态), fundamental (基础/根本), psychiatry (精神病学), bioengineering (生物工程), psychiatry and behavioral sciences (精神病学与行为科学), collaborative team effort (团队协作), spanning (跨越/涵盖), senior co-authorship (资深共同作者), lead co-authors (主要共同作者/共同第一作者), postdoctoral scholars (博士后学者). * *Draft:* “情绪状态是精神病学的基础，”生物工程学及精神病学与行为科学教授、医学博士兼哲学博士Karl Deisseroth说，他领导了一个跨越斯坦福医学医院和实验室设施的协作团队。与Deisseroth共同担任该研究资深作者的有精神病学与行为科学教授Carolyn Rodriguez（医学博士、哲学博士）；神经外科助理教授Vivek Buch（医学博士）；以及生物工程学和神经外科助理教授Paul Nuyujukian（医学博士、哲学博士）。该研究的主要共同作者是博士后学者Isaac Kauvar（哲学博士）和Ethan Richman（哲学博士），以及医学博士/哲学博士学生Tony Liu。 * *Refinement:* Titles need to be accurate. MD = 医学博士, PhD = 哲学博士. "Senior co-authorship" -> 资深共同通讯作者/资深共同作者. "Lead co-authors" -> 共同第一作者 (usually lead authors are first authors). I will use "共同第一作者" for clarity in Chinese scientific context, or "主要共同作者". Let's stick to literal "主要共同作者" or standard academic "共同第一作者". Usually "lead author" implies first author. I will translate "lead co-authors" as "共同第一作者" as that is the standard Chinese term for lead authors who share credit. "Senior co-authorship" usually refers to PIs, translated as "资深共同作者". * *Final Polish:* “情绪状态是精神病学的基础，”生物工程学及精神病学与行为科学教授、医学博士兼哲学博士Karl Deisseroth说道，他领导了一项跨越斯坦福医学医院和实验室设施的团队协作研究。与Deisseroth共同担任该研究资深共同作者的有：精神病学与行为科学教授Carolyn Rodriguez（医学博士、哲学博士）；神经外科助理教授Vivek Buch（医学博士）；以及生物工程学与神经外科助理教授Paul Nuyujukian（医学博士、哲学博士）。该研究的共同第一作者是博士后学者Isaac Kauvar（哲学博士）和Ethan Richman（哲学博士），以及医学博士/哲学博士在读生Tony Liu。 * **Paragraph 5:** * *Source:* "The study was a project of Stanford Medicine's Human Neural Circuitry research program, a multidisciplinary collaboration founded and led by Deisseroth, designed to understand the principles underlying the inner workings of the human brain in health and disease. The HNC program develops and brings together, in an inpatient medical setting, state-of-the-art methods for synchronous and ultraprecise measurement and perturbation of both human behavior and brain activity." * *Key terms:* Human Neural Circuitry research program (人类神经回路研究项目), multidisciplinary collaboration (多学科合作), inner workings (内部运作/内在机制), inpatient medical setting (住院医疗环境), state-of-the-art methods (最先进的方法), synchronous (同步), ultraprecise (超精确), measurement and perturbation (测量与扰动). * *Draft:* 这项研究是斯坦福医学“人类神经回路”（HNC）研究项目的一部分，该项目由Deisseroth创立并领导，是一个多学科合作项目，旨在了解健康和疾病状态下人脑内部运作背后的原理。HNC项目在住院医疗环境中开发并整合了最先进的方法，用于对人类行为和大脑活动进行同步和超精确的测量与扰动。 * *Refinement:* "Perturbation" is a specific technical term in neuroscience (扰动). "Inpatient medical setting" -> 住院医疗环境. * *Final Polish:* 这项研究是斯坦福医学“人类神经回路”（HNC）研究项目的一部分，该项目由Deisseroth创立并领导，是一项多学科合作计划，旨在理解健康和疾病状态下人脑内部运作背后的原理。HNC项目在住院医疗环境中开发并整合了最先进的方法，用于对人类行为和大脑 “更大的大脑意味着更丰富、更复杂的精神生活，”Deisseroth说。“但一旦规模扩大，就会面临真正的限制。人脑如此之大，那些丰富而复杂的信号需要一定时间才能在大脑中充分传播、汇聚并得到适当整合。然而，为了做出准确的决策，你的大脑必须同时汇集你的多路感官数据、目标、空间位置、生理需求等信息——所有这些都要在同一时间完成。如果做不到这一点，就会做出错误的决定并采取错误的行动。” Deisseroth表示，情绪可能代表了一种整合大量信息以引导持久行为模式的状态，但可能需要一个时间窗口，在相距甚远的脑结构之间进行持续交流，以实现这种整合。 “调节这种交流的时间尺度可能是典型大脑功能的一个重要方面，”Richman补充道。“这类似于钢琴延音踏板的作用，即延长短促弹奏音符的持续时间。”这种全脑交流模式的稳定性无论是过度缩短还是过度延长，都可能导致以情绪功能障碍为特征的神经精神障碍。 那些产生情绪的活动模式可能是什么呢？由于人类大脑活动非常复杂，要弄清楚哪些观察到的信号是重要的，是一项挑战。 Deisseroth因开发光遗传学而闻名，这是一种精密且现已广泛使用的方法，利用靶向光敏蛋白和光脉冲，像拨动开关一样诱导特定的神经细胞或细胞群放电或沉默。但这篇新研究（依托于短期住院的人类患者）完全没有使用光遗传学技术。 相反，斯坦福团队采用了一个巧妙的进化策略。为了确定情绪是如何响应经验而产生的，研究人员对小鼠和人类进行了神经活动的全脑筛查——这两个物种约在7000万年前源自同一祖先——以寻找两个物种中都存在的活动模式，这些模式能由相同的产生情绪的刺激诱导，以相同方式测量，与相同高速行为同步，且能被相同干预手段阻断。 “这种方法使我们能够将研究重点放在小鼠和人类共享的关键原理上，”Kauvar说。 Deisseroth说，如果在漫长的进化时间里，某种特定的大脑活动模式（最终由控制大脑结构和功能的基因决定）无助于生存和繁衍，它就会消失；而“如果一种大脑动力学原理在那段时间里被保留下来，你最好相信它可能是重要的。” **喷气、眨眼、眯眼** 先是反射，然后是情绪反应：你的手碰到热炉子，会反射性地缩回，随后感到疼痛蔓延并开始咒骂。深夜在陌生街区的黑暗街道上，枪声——或类似的噪音——会引发反射性的躲避反应，随后产生恐惧和谨慎感。 由不愉快的感觉输入引发情绪的例子不胜枚举。但这些情况通常难以测量，且往往难以实施且具有危险性。用于实验时，触发刺激需要安全、可重复且易于施加——而且在此情况下，需适用于小鼠和人类。 在这项研究中，选用的方法是每个眼科诊所都会使用的一种工具。Deisseroth的团队利用了眼科医生用于输送微量气流以检测患者眼压的设备。虽然这并非一种痛苦的体验，但确实会让人感到些许不适。在此，采用这种令人反感但在医学上安全的刺激，使得刺激的时间、持续时间和强度能够精确控制。研究人员确切地知道每次喷气开始和停止的时间——这对于追踪每位受试者对此的全脑反应至关重要。 科学家向参与者施加了多组精确定时的“眼部喷气”，当被问及对这些喷气的感觉时，参与者将其描述为“恼人”、“不愉快”和“不舒服”，但肯定不痛苦。连续快速的眼部喷气产生了一种不断加剧的烦恼感，这种感觉在喷气序列结束后依然存在。 Deisseroth指出，这种沮丧的心理状态可能具有适应性。“任何重复出现的负面事件系列对大脑都很重要，需要在指导未来行为时加以考量。” 为了以高分辨率记录全脑活动，Deisseroth及其同事在斯坦福医院招募了一组患者。这些患者因频繁癫痫发作且药物治疗效果不佳，已通过手术将电极植入大脑深处，以便神经内科医生和神经外科医生团队能够定位每位患者独特的病灶——即癫痫发作扩散至其他健康脑组织之前的过度兴奋起源点——从而实现更精准的治疗。 虽然所有这些电极植入患者大脑纯属临床原因，但这为那些否则将难以或无法进行的实验提供了一个意外的契机。 Liu表示：“这些患者通常要在病床上度过大约一周的时间，活动受限，期间通过这些植入的颅内电极进行记录，同时治疗团队等待自发性癫痫发作。”在这段漫长的时间里，这些患者非常乐意志愿参与研究人员的这项创新研究。 研究发现，受试者对随机时间的眼部喷气刺激的可见反应相当一致。每次喷气后，受试者立即出现短暂的反射性眨眼。在喷气后的几秒钟内，受试者还表现出额外的眯眼或快速的额外眨眼。这种喷气后的额外闭眼是对不愉快刺激的自然反应（因为他们无法预测下一次喷气的时间）。这一反应也是精确可量化的，为感觉刺激后立即发生的情绪引发行为提供了见解。 在此期间，实验人员追踪了受试者的全脑活动。他们捕捉到了一种独特的两阶段模式：在眼部喷气后的最初约200毫秒内，他们观察到一个强烈但短暂的活动尖峰，向全脑广播喷气的“消息”。随后，在大约接下来的700毫秒内，出现了另一个独立的、持续时间更长的喷气触发脑活动阶段，该阶段更具体地定位于全脑中与情绪相关的一组特定回路。Deisseroth指出，这种模式之所以能被发现，得益于团队同步进行的电记录和行为技术，它显示出一个有趣的特性，即为全脑交流提供了一个延长时间窗口，这可能与情绪有关。 由于该研究的核心理念是寻找人类和小鼠之间的共同原理，科学家们在小鼠身上平行进行了同样的实验。值得注意的是，团队在小鼠身上观察到了非常相似的两阶段脑活动模式。此外，向小鼠快速连续施加一系列八次眼部喷气刺激，会诱发累积的第二阶段脑活动，并使小鼠进入一种泛化的负面情绪状态，其进一步证据是它们参与奖赏寻求行为的意愿持续降低。（这种持续性和泛化性是情绪的经典特征。） **眯眼随风而逝** 研究人员随后使用了一种经选择适用于人类和小鼠的药物，以进一步测试这种持续活动模式的重要性。氯胺酮广泛用于高剂量麻醉，其在低剂量下也获FDA批准作为抗抑郁药。即使在这些较低剂量下，已知氯胺酮也会引起一种称为“解离”的现象，即对刺激的典型情绪反应减少或缺失。 Deisseroth说：“氯胺酮受试者完全能感知到感觉体验，但他们往往对该体验没有典型的情绪反应，即使这种感觉通常是不愉快的。这就好像这件事发生在别人或其他东西身上一样。”他说，氯胺酮的这种解离效应会在一小时左右消退。 科学家们仔细制定了研究方案，以便在医院环境中安全地向植入电极的人类受试者给予单次剂量的氯胺酮，并在充分知情同意的情况下，发现由反复喷气引起的负面情绪（如患者所述）确实受到了极大的抑制。

 

刘表示，这项临床研究的一个重要部分是能够直接询问参与者的体验。

“喷气……感觉很有趣，”一位参与者说。“感觉就像眼球上的低语，”另一位说。

与这种主观烦恼感的丧失相一致，人类受试者也没有表现出自我保护行为——尽管他们完全意识到喷气并且持续有强烈的反射性眨眼，但在喷气间隙他们保持着睁眼状态。值得注意的是，在小鼠身上也观察到了同样的对行为的选择性影响（保留了反射性眨眼，同时阻断了伴随长时间闭眼的自我保护行为）。

研究团队进行了一组最终的决定性测量，以验证他们的核心假设。如果持续的第二阶段脑活动在情绪反应中很重要，那么可以预测，氯胺酮会选择性地减少这两个物种中这一较慢的阶段，从而有效地加快大脑的反应。在人类和小鼠中，研究团队发现最初的快速全脑活动爆发完全不受氯胺酮影响。但是，当科学家测量喷气后较慢的第二阶段脑活动消退的速度时，他们发现氯胺酮加快了这种衰减，有效地锐化了大脑的反应，并将喷气诱导的活动限制在一个短暂的时间窗口内（类似于松开钢琴的延音踏板以终止音符）。

“这一切都表明，持续的第二阶段脑活动与情绪状态密切相关，”考瓦尔说。

如果脑活动的加速阻止了情绪状态的形成，那么即使没有喷气，这种由氯胺酮引起的加速也应该能被检测到。正如预测的那样，研究团队发现，即使没有喷气，氯胺酮也加速了“内在时间尺度”——这是衡量脑活动模式相关时间的指标。在这两个物种中，内在时间尺度在氯胺酮药效消退后迅速恢复到正常持续时间。

最后，研究团队发现氯胺酮还可逆地降低了这两个物种全脑的同步性。戴瑟罗特说：“解离药物可能使脑活动的稳定阶段变得如此短暂，以至于信息无法在大脑中正确整合，包括构建情绪状态。”

基于时序的情绪科学？

* *Key terms:* tunable (可调节的), measurable (可测量的), timing properties (时间特性/计时特性), typical range (典型范围), slowed or sped-up direction (减慢或加速的方向), categorizing (分类), quantifying (量化), treating (治疗), neuropsychiatric disorders (神经精神障碍). * *Structure:* Subject (These... properties) + modifier (when pushed...) + verb (could offer) + object (clues about...). * *Draft:* 这些可调节、可测量的时间特性，当被推向典型范围之外——无论是减慢还是加速方向——都可能为分类、量化甚至治疗神经精神障碍提供线索。 * *Refinement:* "推向典型范围之外" sounds a bit stiff. "超出典型范围" is better. "Slowed or sped-up direction" -> "减慢或加速的方向". * *Final Polish:* 这些可调节、可测量的时间特性一旦超出典型范围——无论是减慢还是加速——都可能为神经精神障碍的分类、量化乃至治疗提供线索。 * *Sentence 2:* "Far too-brisk decay of that integrative brain activity (as ketamine causes) could generally prevent coordination of information flowing in from diverse regions of the brain," Deisseroth said. * *Key terms:* Far too-brisk decay (衰减过快), integrative brain activity (整合性脑活动), ketamine (氯胺酮), coordination (协调), diverse regions (不同区域). * *Structure:* Quote. * *Draft:* Deisseroth说：“那种整合性脑活动的衰减过快（正如氯胺酮引起的那样），通常可能会阻碍来自大脑不同区域的信息流的协调。” * *Refinement:* "Far too-brisk" -> "过于迅速". "Integrative" -> "整合性". "Prevent coordination" -> "阻碍...的协调". * *Final Polish:* “这种整合性脑活动的衰减若过于迅速（如氯胺酮所导致的那样），通常可能会阻碍来自大脑不同区域的信息流的协调，”Deisseroth说道。 * *Sentence 3:* This could give rise to a situation in which the right hand quite literally doesn't know what the left hand is doing. * *Key terms:* give rise to (导致), quite literally (确实/名副其实地). * *Idiom:* "right hand doesn't know what the left hand is doing" -> 各自为政 / 互不通气 / 右手确实不知道左手在做什么 (literal translation fits the scientific context of coordination). * *Draft:* 这可能导致一种情况，即右手确实不知道左手在做什么。 * *Refinement:* "Give rise to a situation" -> "导致一种局面". * *Final Polish:* 这可能导致一种局面，即右手确实不知道左手在做什么。 * *Sentence 4:* "People with schizophrenia report perceptions of alien, as opposed to self-generated, control over their actions," Deisseroth said. * *Key terms:* schizophrenia (精神分裂症), perceptions (感知), alien (外来的/异己的), self-generated (自主产生的/自身产生的), control over their actions (对自己行为的控制). * *Structure:* Quote. * *Draft:* Deisseroth说：“精神分裂症患者报告称，他们感觉对自己行为的控制是外来的，而不是自主产生的。” * *Refinement:* "Perceptions of alien... control" -> "感知到对自己行为的控制是异己的". * *Final Polish:* “精神分裂症患者报告称，他们感知到对自己行为的控制是异己的，而非自主产生的，”Deisseroth说道。 * *Sentence 5:* On the other hand, if a brain disorder causes the second wave of brain activity to decay too slowly or to accumulate excessive strength (perhaps due to differences in brain wiring or gene expression, or even related to personal experiences), this could result in hyperstabilized brain states and, consequently, persistent or untimely emotions or intrusive thoughts like those experienced by people with post-traumatic stress disorder, obsessive-compulsive disorder, depression or eating disorders. * *Key terms:* second wave of brain activity (第二波脑活动), decay too slowly (衰减过慢), accumulate excessive strength (积累过强的强度/过度累积), brain wiring (大脑神经回路/布线), gene expression (基因表达), hyperstabilized brain states (超稳定的大脑状态), persistent (持续的), untimely (不合时宜的), intrusive thoughts (侵入性思维), post-traumatic stress disorder (创伤后应激障碍), obsessive-compulsive disorder (强迫症), depression (抑郁症), eating disorders (进食障碍). * *Structure:* Complex conditional sentence. * *Draft:* 另一方面，如果脑部障碍导致第二波脑活动衰减过慢或积累过强（可能是由于大脑布线或基因表达的差异，甚至与个人经历有关），这可能导致超稳定的大脑状态，从而导致持续或不合时宜的情绪或侵入性思维，就像创伤后应激障碍、强迫症、抑郁症或进食障碍患者所经历的那样。 * *Refinement:* "Brain wiring" -> "大脑神经连接" or "大脑回路布线". "Wiring" is often metaphorical for neural connections. Let's use "大脑神经连接". "Hyperstabilized" -> "过度稳定". "Untimely" -> "不合时宜". * *Final Polish:* 另一方面，如果某种脑部障碍导致第二波脑活动衰减过慢或强度过度累积（可能源于大脑神经连接或基因表达的差异，甚至与个人经历有关），则可能导致大脑状态过度稳定，进而引发持续或不合时宜的情绪，或类似创伤后应激障碍、强迫症、抑郁症或进食障碍患者所经历的侵入性思维。 * *Sentence 6:* Different symptoms (and different disorders) would be expected to arise depending on the specific circuits representing this altered persistence. * *Key terms:* specific circuits (特定回路), altered persistence (这种改变后的持续性/持续性改变). * *Draft:* 不同的症状（和不同的障碍）预计会出现，取决于代表这种改变持续性的特定回路。 * *Refinement:* "Representing this altered persistence" -> "体现这种持续性改变的". * *Final Polish:* 预计不同的症状（及不同的障碍）会因体现这种持续性改变的特定神经回路而异。 * *Sentence 7:* Distinct from emotion in health and disease, this same quality of signal persistence could powerfully influence the fundamental speed of information processing, another property that varies substantially in the human population. * *Key terms:* Distinct from (与...不同), signal persistence (信号持续性), fundamental speed (基本速度), information processing (信息处理), varies substantially (差异巨大/变化很大). * *Draft:* 与健康和疾病中的情绪不同，这种信号持续性的相同质量可能会强烈影响信息处理的基本速度，这是人类群体中差异巨大的另一个特性。 * *Refinement:* "Quality" here means property/characteristic -> "特性". "Distinct from emotion in health and disease" -> "不同于健康或疾病状态下的情绪". * *Final Polish:* 不同于健康或疾病状态下的情绪，这种信号持续性特征还能强有力地影响信息处理的基本速度，这是人类群体中差异显著的另一特性。 * *Sentence 8:* "People with autism spectrum disorder are often known to have trouble keeping up with high-speed bursts of information, an ability required for language and social-information processing," Deisseroth said. * *Key terms:* autism spectrum disorder (自闭症谱系障碍), keeping up with (跟上), high-speed bursts of information (高速爆发的信息), social-information processing (社交信息处理). * *Draft:* Deisseroth说：“众所周知，自闭症谱系障碍患者通常难以跟上高速爆发的信息，这是一种语言和社交信息处理所需的能力。” * *Refinement:* "Often known to have trouble" -> "通常被认为难以". * *Final Polish:* “自闭症谱系障碍患者通常被认为难以跟上高速爆发的信息流，而这种能力正是语言和社交信息处理所必需的，”Deisseroth说道。 * *Sentence 9:* Could a hyperstabilized brain state be responsible for difficulty in following rapidly changing input? * *Key terms:* hyperstabilized brain state (过度稳定的大脑状态), responsible for (导致/负责), rapidly changing input (快速变化的输入). * *Draft:* 过度稳定的大脑状态是否可能是导致难以跟随快速变化输入的原因？ * *Refinement:* "Following" -> "追踪" or "跟随". "Input" -> "输入信息". * *Final Polish:* 过度稳定的大脑状态