Die neurotransmitter dopamien doen sy werk deur 'n vorm van onbewustelike leer
Deur Kelly Crowe, CBC News
Geplaas: 2 Januarie 2013 10:33 ET
Neurowetenskap is die nuwe swart, wanneer dit kom by mode in wetenskaplike navorsing.
"Die geen was die sentrale kwessie in biologie in die 20ste eeu," het Nobelpryswenner Dr. Eric Kandel, neurowetenskaplike aan die Columbia Universiteit onlangs in 'n onderhoud in Toronto gesê. "Die verstand is die noodsaaklike kwessie vir biologie in die 21ste eeu."
"En beslis as jy dink aan openbare gesondheidsgevolge, die siektes, pyn, skisofrenie, depressie, manies-depressiewe versteuring, posttraumatiese stresversteuring, God weet wat, soveel ellendes van die mensdom kom van psigiatriese en neurologiese versteurings," het Kandel bygevoeg.
Terug in die 1960's, toe Kandel met sy Nobelpryswennende werk begin soek het na die biologiese bron van geheue, was neurowetenskap 'n eensame veld. “Dit het nie baie bioloë geïnteresseer nie. Anatomie is as vervelig beskou, en elektrofisiologie was te tegnies ingewikkeld vir die meeste wetenskaplikes om aan aandag te gee,” het hy gesê.
Richard Beninger is 'n gedragsneurowetenskaplike aan Queen's University, wat onthou dat hy as student die brein as 'n versameling dele bestudeer het. "Jy kon wit materie en donker materie en baie fyn detail sien, tot op die neuronvlak, maar dit was alles morfologie, struktuur," het hy gesê.
“Maar dit het alles verander toe wetenskaplikes die chemiese weë in die brein begin verstaan het. Die morfologie is steeds daar, maar nou weet ons wat die senderstelsels is. Ons het dus 'n hele nuwe brein net in die afgelope 40 jaar om mee te werk,” het Beninger gesê.
Vandag se tegnologie stel wetenskaplikes in staat om lewende, asemhalende mense in ’n magnetiese resonansiebeeldingmasjien te sit, hulle te vertel om oor iets te dink en te kyk hoe die biologiese spore van denke verskyn en verdwyn in kleurvolle sarsies, gemeet aan veranderinge in bloed suurstofvlakke. Dit beteken wetenskaplikes kan nou die neurale landskap in reële tyd verken en die kognitiewe kragte karteer wat ons spesie van ons vroegste dae af gevorm het.
Terwyl hulle hierdie neurale wonderland ondersoek, ondersoek wetenskaplikes die essensie van wat ons mens maak. Dit is asof hulle die kap van die mensdom lig en met die bedrading peuter om te vind hoe dit ons laat doen wat ons doen. En hulle ontdek dat die geheim van alles wat ons doen, dink of voel, in daardie bedrading lê, 'n voortdurend veranderende netwerk van neuronale verbindings wat deur evolusie gevorm is en deur elektriese en chemiese interaksies aangevuur word.
Die verstand is die noodsaaklike kwessie vir biologie in die 21ste eeu, sê Nobelpryswenner Dr. Eric Kandel. (Lucas Jackson/Reuters)Dr. Kandel noem dit die mees komplekse organisasiestruktuur in die heelal. “Ons verstaan dit dus nog lank nie heeltemal, baie ver nie, maar die begin was nogal dramaties,” sê hy.
"Dit is beslis buitengewoon, ons hele ervaring van die lewe, al ons geestelike ervarings, as hulle almal voortspruit uit die aktiwiteit van chemie in ons brein, die aktiwiteit van neurotransmitters en neurokringe, dit is verstommend," het Beninger gesê.
Dopamien sleutel tot gedrag
Vir Beninger is dopamien die mees fassinerende neurotransmitter, wat ons in staat stel om met ons omgewing te kommunikeer, wat ons op soek is na die dinge wat ons nodig het vir oorlewing. "Iets wat biologies waardevol is, kos, byvoorbeeld water, seksmaat, sosiale metgesel, sosiale samewerking, dit is dinge wat die dopamienstelsel aktiveer," sê hy.
"Hierdie stelsels is oud, jy weet, vrugtevlieë het soortgelyke stelsels, en wurms," sê hy. "Hulle word gevind in visse en alle gewerwelde diere, hulle is baie oud, hierdie dopamienneurone," het Beninger gesê.
Wat beteken dieselfde chemiese impulse wat 'n vrugtevlieg laat duik in jou wynglas laat jou ook na die bottel gryp en daardie tweede glas skink.
"Wanneer dopamienneurone geaktiveer word, kry alles wat op daardie tydstip ook al teëgekom word 'n sterker vermoë om in die toekoms aan te trek," sê Beninger. "So vir 'n dier in die natuur, voedselverwante stimuli, dinge wat kos aandui, soos 'n spesifieke plek, 'n spesifieke voorwerp, verkry dan die vermoë om die dier in die toekoms te teken."
Wanneer sommige kwesbare mense kos eet wat met suiker, sout en vet gelaai is, toon hulle gedrag wat soortgelyk is aan ander verslaafdes, sê Caroline Davis. (CBC)Dopamien doen sy werk deur 'n vorm van onbewustelike leer, en leer die brein om omgewingsaanwysings te herken, waarnemingsgeluide, reuke, gevoelens wat teruglei na die ding wat die beloningspad eerste opgewonde gemaak het, selfs al is daardie 'ding' gevaarlik. "Dus dwelms wat deur mense misbruik word, almal aktiveer die dopamienstelsel," verduidelik Beninger.
Wetenskaplikes glo ook toenemend dat kos die brein se beloningstelsel kan kaap. Aan die Universiteit van York bestudeer professor Caroline Davis die biologiese basis van voedselverslawing. Sy sê die brein se beloningstelsel kan besonder sensitief wees vir hoogs verwerkte voedsel met kombinasies van sout, suiker, vet en geure wat nêrens in die natuur voorkom nie.
Die brein en voedselverslawing
"Omdat hulle so smaaklik is, is ons geneig om baie daarvan te eet en hulle gee ons 'n groter dopamien-hupstoot as wat broccoli doen," het Davis gesê. “Die goed gelaai met suiker, gelaai met vet, sout, in kombinasie is hulle baie, baie moeilik om te weerstaan en daar is bewyse dat as jy genoeg van hierdie kos eet, hulle in sommige kwesbare mense gedrag toon wat baie soortgelyk is aan die gedrag wat ons by ander verslaafdes sien.”
Wanneer laboratoriumrotte toegang tot suikerryke kos gegee word, sluk hulle, en wanneer die suiker weggeneem word, toon hulle fisiese onttrekkingstelsels wat soos die dier se onttrekking aan heroïen lyk. Navorsing het getoon dat dopamien een van die weë is wat in hierdie suikerverslaafde muise geaktiveer word.
’n Rot in Richard Beninger se laboratorium bly stil wanneer navorsers dit ’n middel gee wat dopamienreaksie blokkeer. (Met vergunning Richard Beninger)Caroline Davis het 'n dopamienskakel in voedselverslaafde mense ontdek, 'n genetiese profiel wat geassosieer word met sterker dopamiensein, en sy glo daardie gene kan sommige mense meer kwesbaar maak vir dopamien se leidrade.
"Mense wat geneig is om baie sensitief te wees vir beloning, volgens ons data, kan dit vir hulle moeiliker wees in hierdie omgewing. In 'n ander era sou dit nogal aanpasbaar gewees het, want hulle sou 'n groot plesier uit kos gekry het en hulle sou die pond gewees het om op die pond te pak en langer oorleef het. Maar dit werk nie so goed in hierdie omgewing nie.”
Dopamien gekoppel aan motivering
Terug by Queen's University in Kingston, Ont., kyk Richard Beninger na 'n reeks video's van laboratoriumrotte op 'n kin-op-staaf, geneem deur sy studente. Wanneer 'n normale rot op die kroeg geplaas word, klim dit dadelik af. Maar iets wonderliks gebeur wanneer navorsers die dier 'n middel gee wat die dopamienreseptore blokkeer. Nou bly die rot op die ken-op staaf, langer en langer na elke dosis.
“Die dier sal net daar sit as hul dopamien geblokkeer is. Dit is nie dat hulle nie kan beweeg nie, hulle is net nie gemotiveerd om te trek nie,” het Beninger gesê. "Dit blyk dat jy dopamien nodig het om in die omgewing betrokke te raak."
“Ek sukkel steeds om die implikasies van hierdie toestand, 'katalepsie', te verstaan. Maar hy noem dit 'n opwindende bevinding. "Ek dink daar is 'n paar nuwe, waardevolle inligting in hierdie verskynsel."
"Ek dink die leidrade wat rondom ons is, die dinge waarmee ons daagliks interaksie het, alles waarop ons kan reageer, optel en hanteer, alles wat 'n sekere vlak van dopamien vereis. En as ons herhaaldelik aan stimuli blootgestel word, met verminderde dopamien, verloor ons ons vermoë om op daardie spesifieke stimuli te reageer. Dit blyk dat dopamien jou 'n rede gee om te beweeg, van die kroeg af te klim, op 'n stimuli op te tree, en daarsonder stel jy geen belang om die stimuli of omgewing te reageer nie.
Beninger sê dit lyk soos die bewegingsontwrigting in mense met Parkinson se siekte, wat geassosieer word met verminderde dopamienaktiwiteit, iets wat hy ook in sy laboratorium bestudeer.
Dopamien se rol in verhoudings
Beninger bestudeer ook hoe dopamien ons verhoudings vorm. Dit blyk dat wanneer iemand gaaf is vir ons, ons dopamien ons na daardie persoon sal terugtrek.
"Wanneer ek dus in samewerking met iemand anders omgaan en hulle saamwerk met my, kry daardie persoon, wat 'n voorstelling in my brein is, deur die werking van dopamien, 'n verbeterde vermoë om my in die toekoms te lok," sê Beninger. "Dus die dopamien vorm ons sosiale landskap."
Ek dink dit is 'n absolute wonder, jy kan net meer verwonder as jy meer oor die chemiese neuroanatomie van die brein begin leer,” sê Beninger. “Dit is al daardie saamwerk wat my geestelike ervaring skep, my hele lewe. Dit is 'n absolute wonder.”
As hulle breinchemie verstaan, glo neurowetenskaplikes dat hulle terapieë sal kan aanbied om geestesongesteldheid te beveg en die hele menslike ervaring te verbeter. En dr. Eric Kandel sê ontdekkings is onvermydelik, deels omdat daar nou so baie wetenskaplikes in die veld is.
"Toe ek 'n mediese student was, wou ek 'n keusevak in breinselwetenskap neem, maar daar was net een laboratorium in New York City wat 'n goeie persoon gehad het met wie ek kon werk. Dit was ongehoord. Nou gaan jy in die straat en elke ander persoon wat jy ontmoet doen breinwetenskap.”
“Ek het in 1955 vir die eerste keer in 'n laboratorium gewerk. Teen 1969 het 'n vereniging in Noord-Amerika gevorm, genaamd die Society of Neuroscience, en dit het 600 lede gehad. Nou het dit 35,000 XNUMX lede. Die aantal mense wat nou in breinwetenskap werk, het enorm gegroei. Dit is weg van 'n geheimsinnige dissipline. Nou is dit een van die opwindendste, indien nie die opwindendste gebiede in biologie nie.”
Dit is deel twee van 'n vierdelige reeks genaamd Inside Your Brain op CBC se The National, World at Six en CBC.ca wat ondersoek hoe moderne neurowetenskap die manier waarop ons dink oor die manier waarop ons dink, verander. In deel drie ontdek Kelly Crowe dat ons breine hoogs aktief is, selfs wanneer ons dit sien as ledig en die ledige brein kan die sleutel tot bewussyn wees. Die navorsing vir hierdie reeks is befonds deur 'n Canadian Institutes of Health Research-joernalistiek-toekenning.
;
