يقوم الناقل العصبي "دوبامين" بعمله من خلال شكل من أشكال التعلم غير الواعي
بقلم كيلي كرو ، سي بي سي نيوز
تاريخ النشر: Jan 2 ، 2013 10: 33 AM ET
علم الأعصاب هو الأسود الجديد ، عندما يتعلق الأمر بالأزياء في البحث العلمي.
قال الدكتور إريك كانديل الحائز على جائزة نوبل ، عالم الأعصاب بجامعة كولومبيا في مقابلة في تورنتو مؤخرًا: "كان الجين هو القضية المركزية في علم الأحياء في القرن العشرين". "العقل هو القضية الأساسية لعلم الأحياء في القرن الحادي والعشرين."
وأضاف كاندل: "وبالتأكيد إذا كنت تفكر في عواقب الصحة العامة ، والأمراض ، والألم ، والفصام ، والاكتئاب ، واضطراب الهوس الاكتئابي ، واضطراب ما بعد الصدمة ، فالله أعلم ، فالكثير من المآسي البشرية تأتي من الاضطرابات النفسية والعصبية".
مرة أخرى في الستينيات ، عندما بدأ كاندل عمله الحائز على جائزة نوبل للبحث عن المصدر البيولوجي للذاكرة ، كان علم الأعصاب مجالًا وحيدًا. "لم يكن الأمر مثار اهتمام العديد من علماء الأحياء. كان علم التشريح مملًا ، وكانت الفيزيولوجيا الكهربية معقدة للغاية من الناحية الفنية بحيث يتعذر على معظم العلماء الانتباه إليها ".
ريتشارد بينينغر عالم أعصاب سلوكي في جامعة كوينز ، يتذكر أنه عندما كان طالبًا درس الدماغ كمجموعة من الأجزاء. قال: "يمكنك رؤية المادة البيضاء والمادة المظلمة والكثير من التفاصيل الدقيقة ، وصولاً إلى مستوى الخلايا العصبية ، لكنها كانت كلها تشكل بنية ،".
لكن كل ذلك تغير ، بمجرد أن بدأ العلماء في فهم المسارات الكيميائية في الدماغ. لا يزال التشكل موجودًا ، لكننا نعرف الآن ما هي أنظمة الإرسال. قال بينينجر: "لذلك لدينا عقل جديد بالكامل فقط في الأربعين عامًا الماضية للعمل معه".
تسمح تقنية اليوم للعلماء بوضع الكائنات الحية ، والتنفس في البشر في آلة التصوير بالرنين المغناطيسي ، وإخبارهم بالتفكير في شيء ما ، ومشاهدة الآثار البيولوجية للفكر تظهر وتختفي في رشقات ملونة ، تقاس بالتغيرات في مستويات الأكسجين في الدم. هذا يعني أنه يمكن للعلماء الآن استكشاف المشهد العصبي في الوقت الفعلي ، ورسم القوى المعرفية التي شكلت جنسنا البشري منذ أيامنا الأولى.
أثناء بحثهم في هذه العجائب العصبية ، يبحث العلماء في جوهر ما يجعلنا بشرًا. يبدو الأمر كما لو أنهم يرفعون غطاء الإنسانية ، ويتلاعبون بالأسلاك ليكتشفوا كيف يجعلنا نفعل ما نفعله. ويكتشفون أن سر كل ما نفعله أو نفكر فيه أو نشعر به يكمن في تلك الأسلاك ، وهي شبكة متغيرة باستمرار من الوصلات العصبية التي شكلها التطور وأطلقها التفاعلات الكهربائية والكيميائية.
العقل هو القضية الأساسية لعلم الأحياء في القرن 21st ، ويقول الحائز على جائزة نوبل الدكتور إريك كاندل. (لوكاس جاكسون / رويترز)يسميها الدكتور كاندل الهيكل التنظيمي الأكثر تعقيدًا في الكون. يقول: "لذلك نحن بعيدون عن فهمها تمامًا ، بعيدون جدًا ، لكن البداية كانت مثيرة للغاية".
قال بينينجر: "إنه أمر غير عادي بالتأكيد ، تجربتنا الكاملة في الحياة ، كل تجاربنا العقلية ، إذا كانت جميعها ناتجة عن نشاط الكيمياء في أدمغتنا ، ونشاط الناقلات العصبية والدوائر العصبية ، فهذا أمر مذهل".
الدوبامين مفتاح السلوك
بالنسبة لبينجر ، فإن الدوبامين هو أكثر ناقل عصبي روعة ، مما يسمح لنا بالتفاعل مع بيئتنا ، وإرسالنا للبحث عن الأشياء التي نحتاجها للبقاء على قيد الحياة. يقول: "شيء ذو قيمة بيولوجية ، الطعام ، على سبيل المثال ، الماء ، الشريك الجنسي ، الرفيق الاجتماعي ، التعاون الاجتماعي ، هذه هي الأشياء التي تنشط نظام الدوبامين".
يقول: "هذه الأنظمة قديمة ، كما تعلمون ، لذباب الفاكهة أنظمة وديدان متشابهة". قال بينينجر: "تم العثور عليها في الأسماك وجميع الفقاريات ، إنها قديمة جدًا ، هذه الخلايا العصبية الدوبامين".
وهو ما يعني أن نفس الدوافع الكيميائية التي تقود ذبابة الفاكهة إلى الغوص في كأس النبيذ الخاص بك تجعلك تصل إلى الزجاجة وتصب هذا الزجاج الثاني.
يقول بينينغر: "عندما يتم تنشيط الخلايا العصبية الدوبامين ، فإن كل ما يتم مواجهته في ذلك الوقت يكون له قدرة أقوى على الجذب في المستقبل". "لذلك بالنسبة لحيوان في البرية ، المنبهات المتعلقة بالغذاء ، الأشياء التي تشير إلى الطعام ، مثل مكان معين ، شيء معين ، ثم تكتسب القدرة على رسم الحيوان في المستقبل."
تقول كارولين ديفيس: عندما يأكل بعض الأشخاص الضعفاء أطعمة محملة بالسكر والملح والدهون ، فإنهم يظهرون سلوكًا مشابهًا لمدمنين آخرين. (CBC)يقوم الدوبامين بعمله من خلال شكل من أشكال التعلم اللاواعي ، حيث يقوم بتعليم الدماغ التعرف على الإشارات البيئية ، وأصوات المشاهد ، والروائح ، والمشاعر التي تؤدي إلى الشيء الذي أثار أولاً مسار المكافأة ، حتى لو كان هذا "الشيء" خطيرًا. يوضح بينينغر: "الأدوية التي يسيء استخدامها الناس ، كلها تنشط نظام الدوبامين".
يعتقد العلماء بشكل متزايد أن الطعام يمكن أن يخطف نظام المكافأة في الدماغ. في جامعة يورك ، تدرس الأستاذة كارولين ديفيس الأساس البيولوجي لإدمان الطعام. وتقول إن نظام المكافأة في الدماغ يمكن أن يكون حساسًا بشكل خاص للأطعمة المعالجة للغاية مع توليفات من الملح والسكر والدهون والنكهات التي لا توجد في أي مكان في الطبيعة.
الدماغ وإدمان الغذاء
قال ديفيس: "لأنها لذيذة للغاية ، فإننا نميل إلى تناول الكثير منها وتعطينا دفعة أكبر من الدوبامين مقارنة بالبروكلي". "الأشياء المحملة بالسكر ، المحملة بالدهون ، والملح ، في تركيبة من الصعب جدًا مقاومتها وهناك دليل على أنه إذا تناولت ما يكفي من هذه الأطعمة ، في بعض الأشخاص المعرضين للخطر ، فإنهم يظهرون سلوكًا مشابهًا جدًا لـ السلوك الذي نراه في المدمنين الآخرين ".
عندما يُمنح فئران المختبر إمكانية الوصول إلى الأطعمة السكرية ، فإنها تفرط في تناول الطعام ، وعندما يتم أخذ السكر ، تظهر أنظمة انسحاب جسدية تشبه انسحاب الحيوان من الهيروين. أظهرت الأبحاث أن الدوبامين هو أحد المسارات النشطة في هذه الفئران المدمنة على السكر.
يظل الجرذ في مختبر ريتشارد بينينغر ثابتًا عندما يعطيه الباحثون دواء يمنع استجابة الدوبامين. (بإذن من ريتشارد بينينجر)اكتشفت كارولين ديفيس ارتباطًا بالدوبامين في البشر المدمنين على الطعام ، وهو ملف جيني مرتبط بإشارات الدوبامين الأقوى ، وتعتقد أن هذه الجينات قد تجعل بعض الناس أكثر عرضة لإشارات الدوبامين.
تشير بياناتنا إلى أن الأشخاص الذين يميلون إلى أن يكونوا حساسين للغاية للمكافأة قد يكون أكثر صعوبة بالنسبة لهم في هذه البيئة. في حقبة أخرى ، كان من الممكن أن يكون متكيفًا تمامًا لأنهم كانوا سيحصلون على متعة كبيرة من الطعام وكانوا هم من يحزمون أرطالهم ويعيشون لفترة أطول. لكنها لا تعمل بشكل جيد في هذه البيئة ".
الدوبامين مرتبط بالدافع
بالعودة إلى جامعة كوينز في كينغستون ، أونتاريو ، يشاهد ريتشارد بينينغر سلسلة من مقاطع الفيديو لفئران المختبر على شريط الذقن ، التقطها طلابه. عندما يتم وضع جرذ عادي على العارضة ، فإنه ينزل على الفور. لكن شيئًا مذهلاً يحدث عندما يعطي الباحثون الحيوان دواءً يمنع مستقبلات الدوبامين. الآن يبقى الجرذ على شريط الذقن ، لفترة أطول وأطول بعد كل جرعة.
"سيجلس الحيوان هناك فقط إذا تم حظر الدوبامين. قال بينينجر: "ليس الأمر أنهم لا يستطيعون التحرك ، فهم ليسوا متحمسين للتحرك". "يبدو أنك بحاجة إلى الدوبامين للمشاركة في البيئة."
قال: "ما زلت أكافح لفهم الآثار المترتبة على هذه الحالة ،" catalepsy ". لكنه يسميها اكتشافًا مثيرًا. "أعتقد أن هناك بعض المعلومات الجديدة والقيمة في هذه الظاهرة."
"أعتقد أن الإشارات التي تحيط بنا ، والأشياء التي نتفاعل معها يومًا بعد يوم ، وكل ما يمكننا الرد عليه والتقاطه والتعامل معه ، كل ما يتطلب مستوى معينًا من الدوبامين. وإذا تعرضنا للمثيرات بشكل متكرر ، مع انخفاض الدوبامين ، فإننا نفقد قدرتنا على الاستجابة لتلك المحفزات الخاصة. يبدو أن الدوبامين يمنحك سببًا للتحرك ، والنزول من الشريط ، والتصرف بناءً على المنبهات ، وبدون ذلك ، لا يهمك التفاعل مع المحفزات أو البيئة. "
يقول بينينغر إنه يشبه اضطراب الحركة لدى الأشخاص المصابين بمرض باركنسون ، المرتبط بانخفاض نشاط الدوبامين ، وهو أمر يدرسه أيضًا في مختبره.
دور الدوبامين في العلاقات
كما يدرس Beninger كيف يشكل الدوبامين علاقاتنا. يبدو أنه عندما يكون شخص ما لطيفًا معنا ، فإن الدوبامين سيعيدنا إلى ذلك الشخص.
"لذلك عندما أتفاعل بشكل تعاوني مع شخص آخر ويتفاعلون معي بشكل تعاوني ، فإن هذا الشخص ، وهو تمثيل في ذهني ، بفعل الدوبامين ، يكتسب قدرة معززة لجذبي في المستقبل ،" يقول بينينجر. "لذا فإن الدوبامين ينحت المشهد الاجتماعي لدينا."
أعتقد أنها أعجوبة مطلقة ، يمكنك فقط أن تتعجب أكثر عندما تبدأ في معرفة المزيد عن التشريح الكيميائي العصبي للدماغ ، "يقول بينينغر. "كل ذلك العمل معًا هو ما يخلق تجربتي العقلية ، طوال حياتي. إنها أعجوبة مطلقة ".
إذا كانوا يفهمون كيمياء الدماغ ، فإن علماء الأعصاب يعتقدون أنهم سيكونون قادرين على تقديم علاجات لمحاربة الأمراض العقلية وتحسين التجربة الإنسانية بأكملها. ويقول الدكتور إريك كاندل إن الاكتشافات لا مفر منها ، ويرجع ذلك جزئيا إلى وجود العديد من العلماء في هذا المجال.
"عندما كنت طالبًا في كلية الطب ، كنت أرغب في الحصول على مادة اختيارية في علوم خلايا الدماغ ، ولكن لم يكن هناك سوى مختبر واحد في مدينة نيويورك لديه شخص جيد يمكنني العمل معه. لم يسمع به من قبل. الآن تذهب إلى الشارع وكل شخص تقابله يقوم بعلوم الدماغ ".
"كنت أعمل في مختبر لأول مرة في عام 1955. وبحلول عام 1969 ، تشكلت جمعية في أمريكا الشمالية ، تسمى جمعية علم الأعصاب ، وكان لديها 600 عضو. الآن لديها 35,000 عضو. نما عدد الأشخاص الذين يعملون الآن في علم الدماغ بشكل هائل. لقد ذهب من نظام غامض. الآن هي واحدة من أكثر المجالات إثارة ، إن لم تكن أكثرها إثارة في علم الأحياء ".
هذا هو الجزء الثاني من سلسلة مكونة من أربعة أجزاء تسمى Inside Your Brain على قناة CBC's The National و World at Six و CBC.ca التي تستكشف كيف يغير علم الأعصاب الحديث طريقة تفكيرنا في طريقة تفكيرنا. في الجزء الثالث ، اكتشفت كيلي كرو أن أدمغتنا نشطة للغاية حتى عندما ندرك أنها عاطلة وأن الدماغ العاطل قد يكون مفتاح الوعي. تم تمويل البحث الخاص بهذه السلسلة من قبل جائزة الصحافة من المعاهد الكندية للبحوث الصحية.
;