Akoholisme kan veroorsaak word deur dinamiese dopamienwanbalans (2017) - Goeie verduideliking van dopamien en verslawing)

Alkoholisme kan veroorsaak word deur dinamiese dopamienwanbalans

Maart 10, 2017

'N Internasionale navorsingsamewerking het potensiële alkoholisme-meganismes geassosieer met die veranderde dopaminerge neuronrespons op komplekse dinamika van prefrontale korteksneurone wat dopamien vrylating beïnvloed.

Interaktiewe neuronale bevolkings in die serebrale korteks genereer elektriese impulse (genoem aksiepotensiale) wat gekenmerk word deur spesifieke ruimtelike en temporale patrone van neurale vuur (of komplekse neurale dinamika). Hierdie vuurpatrone is afhanklik van die intrinsieke eienskappe van individuele neurone, op die neurale netwerkverbindings en die insette van hierdie stroombane. Die basis vir hierdie berekeningsstudie is die eksperimentele bewyse vir 'n spesifieke bevolking van prefrontale korteksneurone wat via eksitatoriese sinapse verbind tot dopaminerge en inhibitiewe ventrale tegmentale area (VTA) neurone. Dus, die struktuur van neurale vuur in die prefrontale korteks kan direk dopamien selrespons en dopamien vrystelling beïnvloed.

Boris Gutkin lei die Theoretical Neuroscience Group by die HSE Sentrum vir Kognisie en Besluitneming. Een van die groep se navorsingsareas fokus op neurobiologiese prosesse wat lei tot dwelmmisbruik en verslawing - spesifiek op die opsporing van bande tussen die neurobiologiese meganismes van die werking van 'n geneesmiddel en waarneembare gedragsreaksies. In die besonder gebruik die navorsers wiskundige modellering om spesifieke eienskappe van dopaminergiese neuroonvuurpatrone en dinamika te ondersoek wat tot verslawing kan lei.

Dopamien, 'n neurotransmitter wat deur dopaminerge neurone in die brein vrygestel word, is 'n chemiese middel wat 'n sleutelrol speel in die interne breinbeloningsisteem wat geleer word om gemotiveerde gedrag te leer. Deur op te tree binne die beloningstelsels in die brein (bv. Die ventrale tegmentale area wat diep in die middelbrein voorkom, die striatum, wat verantwoordelik is vir die kies van korrekte aksies en die voorfrontale korteks wat vrywillige doelwitte en gedrag beheer), word dit ook onverwagte beloning of afwagting aangedui. van die beloning wat voortspruit uit 'n spesifieke aksie of gebeurtenis. Dus bied dopamien positiewe versterking van gedrag wat tot hierdie belonings lei, wat veroorsaak dat hulle herhaal word. Omgekeerd, waar 'n spesifieke aksie versuim om die verwagte positiewe effek te lewer of gevolg word deur 'n onaangename gebeurtenis, dopamien vrylating skerp afneem, wat lei tot frustrasie en 'n onwilligheid om die betrokke gedrag te herhaal.

Baie dopamienneurone produseer hierdie leerseine deur vinnige uitbarstings van spykers uit te gee wanneer die dier meer beloning ontvang as wat verwag word of wanneer dit minder is as wat verwag word. Ten einde die leer korrek te beheer, moet die aantal bars (en die vrystelling van dopamien) eweredig wees aan die verskil tussen die ontvang en die verwagte beloning (byvoorbeeld as 'n mens verwag om 50 euro vir sy werk te kry, maar kry 100; dopamienaktiwiteit moet proporsioneel wees met 50, wanneer 'n mens 50 verwag, maar 500 kry; die aktiwiteit moet 'n getal proporsioneel teenoor 450 aandui). Dus hoe groter die mismatch, hoe sterker is die antwoord. Nog 'n subgroep van dopamienneurone dui eenvoudig aan wanneer stimuli belangrik is vir gedrag of nie binêre antwoorde gee nie. Hierdie binêre seine ry dan oriëntering of benadering tot die belangrike gedrag. Dus, die twee dopamien selbevolkings het verskillende responsmodusse: die analoog leersein of die algehele belangrikheid waarskuwing.

Twee Modes van Neurone Aktiwiteit

Onlangse navorsing deur Gutkin se groep wat saam met wetenskaplikes van die Universiteit van Indiana en die RAN Institute of Applied Physics gedoen is, dui op moontlike meganismes van alkohol se effek op dopaminerge neuronale aktiwiteit. Hul referaat, "Dopamine Neurons Change the Type of Excitability in Response to Stimuli," gepubliseer in PLoS ONE, bevat 'n berekeningsmodel van dopamien (DA) neuroonaktiwiteit, wat die belangrikste eienskappe daarvan beskryf en aantoon dat die reaksiemodus van die DA-neuroon kan wissel na gelang van die patroon van die sinaptiese invoer (insluitend die van die prefrontale korteks).

Wanneer in die eerste modus die hoeveelheid dopamien vrygestel deur die DA neurone weerspieël die leersein proporsioneel tot die verskil tussen wat 'n dier of mens verwag en wat hulle eintlik ontvang as gevolg van 'n sekere aksie. Wanneer in die tweede DA neurone modus, dien dopamien vrylating as 'n verwysings binêre sein wat aandui of 'n sekere gebeurtenis belangrik is of nie. Dus impliseer die resultate van die berekeningsstudie dit dopamienneurone Mag nie twee verskillende bevolkings wees nie, maar kan wisselend van een responsmodus na 'n ander verander, afhangende van die aard van die seine wat hulle ontvang.

In 'n verbandhoudende studie, "Bydrae van gesinkroniseerde GABAergiese neurone tot dopaminergiese neuron-afvuur en bars," gepubliseer in die Blaar van Neurofisiologie, dieselfde groep dui daarop dat bykomend tot direkte skakels tussen DA en prefrontale korteksneurone, indirekte neurale insette van die prefrontale korteks via inhibitiewe (GABAergic) VTA neurone oorweeg moet word. In die besonder, het die navorsers bevind dat seine van die prefrontale korteks GABAergic neurone kan veroorsaak om te sinchroniseer, wat 'n sterk remmende effek op DA neurone lewer. Die studie het bevind dat sulke inhibitiewe effekte in sommige gevalle tot paradoksale resultate kan lei - in plaas van DA-neonafstoting te onderdruk en sodoende dopamien vrylating te verminder, kan hulle DA-vuurfrekwensie vermeerder wat lei tot hoër vrystelling van dopamien en positiewe versterking.

Wat dit beteken vir ons begrip van alkoholisme

Eksperimentele bewyse dui daarop dat alkohol in staat is om DA neurone vuurpatrone te verander, beide indirek via prefrontale korteks en inhibitiewe VTA neurone, en direk deur DA neurone op te tree. Op grond van die huidige bevindinge, veronderstel die navorsers watter meganismes betrokke kan wees.

Die VTA het ongeveer 20,000 DA neurone in 'n nie-alkoholiese persoon. Sommige van hierdie dien as teken dat 'n sekere stimulus belangrik is, terwyl die res die foutsein oordra. 'N sekere balans tussen die twee tipes seine is noodsaaklik vir goeie oordeel en behoorlike gedrag. Alkohol ontwrig die balans deur beide die patroon van neurale aktiwiteit in die prefrontale korteks en DA neurone eienskappe te verander. Hierdie verandering kan meer neurone vooroordeel om belangrikheid teenoor die fout te gee. Dus, onder die invloed van alkohol, word enige stimulus wat met alkohol geassosieer word, deur DA neurone behandel as gedrags- en motiveringsbelang, ongeag of dit ooreenstem met die verwagte uitkoms, terwyl dit in die afwesigheid van alkohol normaalweg ooreenstem met die verwagte en ontvang versterkings.

Hierdie effek kan die rede wees waarom alkoholiste uiteindelik 'n smaller gedrag as normale gedrag kan ontwikkel, wat hulle motiveer om alkohol te soek. Sodoende is hulle onbewus van potensiële gevolge van hul optrede, of selfs al kan hulle sulke gevolge verwag, het hierdie bewustheid min of geen invloed op hul gedrag nie. Volgens opnames verstaan ​​die meeste alkoholiste dat hulle hul huis en familie kan verloor en selfs aan drank drink, maar dit keer hulle selde. Om die gevolge van drink behoorlik te evalueer, moet hul prefrontale korteks integreer en leer om die negatiewe verwagtinge van hierdie gedrag behoorlik voor te stel, ondersteun deur versterkingseine van DA-neurone. Dit mag egter nie gebeur nie, want alkohol (soos ander stemmingsveranderende middels) kan beide die neurale aktiwiteit in die verslaafde beïnvloed. prefrontale korteks en hul DA neurone direk, blokkeer die leer.

Om 'n manier te vind om die dopamienfunksie in die verslaafde brein te balanseer en voldoende neurale reaksies op omgewingsprikkel te ontwikkel, selfs terwyl dit onder die invloed is, kan hoop bied aan mense met dwelmmisbruikprobleme.

Verken verder: Beklemtoonde rotte verteer meer alkohol, onthul verwante breinchemie

Meer inligting: Ekaterina O. Morozova et al., Dopamien Neurone Verander die Soort Opgewondenheid in Reaksie op Stimuli, PLOS Computational Biology (2016). DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1005233

Ekaterina O. Morozova et al. Bydrae van gesinchroniseerde GABAergiese neurone tot dopaminerge neuronbrand en bars, Blaar van Neurofisiologie (2016). DOI: 10.1152 / jn.00232.2016

Blaarverwysing: PLoS ONE Blaar van Neurofisiologie PLoS Computational Biology

Verskaf deur: Nasionale Navorsings Universiteit Hoërskool Ekonomie

Lees meer by: https://medicalxpress.com/news/2017-03-alcoholism-dynamical-dopamine-imbalance.html#jCp