Allahın mənə dopamin nöronu varmı?
Sentyabr 30, 2013 · tərəfindən Talia Lerner
Dopamin nöronları orada ən çox öyrənilən, ən sensasiyalı nöronlardır. Son zamanlarda, onlar bir qədər şəxsiyyət böhranı keçir. Dopamin neyronu nədir? Dopaminin tədqiqatında bəzi maraqlı latınlar dopamin nöronların bir növ olduğunu düşündükləri mifləri qəti şəkildə pozdular və bunları onlara aid olan hər hansı bir işi soruşmaq lazımdır.
Dopamin neyronu (nörotransmitter dopamini buraxan bir nöron kimi təyin olunur) yalnız bir dopamin nöronu deyildir. Burada üç həqiqətən sərin yola diqqət edəcəyəm:
- Dopamini buraxan bütün nöronlar eyni zamanda eyni yerdə sərbəst buraxılmır. Dopamin nöronlarının beyin funksiyası və davranışları neyron sxemlərə necə bağlandıqlarına bağlı olaraq müxtəlif rolu var.
- Dopamini yalnız dopamini azad edən bütün nöronlar deyil. Bəzi nörotransmitterləri sərbəst buraxa bilər və bu neyron dövr funksiyasına təsir göstərə biləcək dərin təsirə malikdir.
- Dopamini azad edən bütün nöronlar həmişə dopamini buraxmır. Bəzi nöronlar dopamin sintezini maşınlarını aça və ya söndürə bilər. Bu qabiliyyətlərdən ötəri əvvəlki araşdırmalarda dopamin nöronları kimi tanınmamış ola bilər.
Mən bu maraqlı yeni təsəvvürləri təsvir etməmişdən əvvəl, mənə dopamin nöronlarına standart Neuroscience 101 girişini verim. Dopamin nöron funksiyasının bu nüfuzlu nəzəriyyəsi Wolfram Schultz və əməkdaşlarının "1997 Science paper"Nəzərin proqnozlaşdırılması və mükafatlandırılması. " Bəzi fon dərəcəsində yanan dopamin nöronları gözlənilmədən, lakin proqnozlaşdırılmayan, mükafatlarına cavab olaraq daha çox atəş açdığını göstərdi. Bundan əlavə, bir mükafat gözləyirik və onu ala bilmirsinizsə, dopamin nöronları daha az yanır. Bu nəticə Schultz et al. dopamin nöronların "mükafat proqnozu səhvini" kodladığını təklif etmək, yəni şeylər, gözlənildiklərinizdən daha yaxşı, daha yaxşı və ya pis olduğuna dair sizə məlumat verir. Schultz et al. dövlətə keçin "Bu nöronların cavabı nisbətən birbaşa - fərqli neyronlar eyni şəkildə cavab verir və müxtəlif iştahlı stimullar oxşar neyron reaksiyalarını ortaya qoyur. Bütün cavablar dopamin nöronların əksəriyyətində baş verir (55 xNUMX%). "
Dopamin nöronlarının mükafat proqnozu səhvlərinin kompüteri kimi rolu maraqlı və layiqli tədqiqat xətti olaraq qalır, lakin mükafat proqnozlaşdırma səhvi ALL olan dopamin nöronlarıdırsa, onda bunlardan 400,000-600,000 nə lazımdır? * Burada bir xəritə var beyin dopamin nöronları (bir kemirgen beynin bir kesitinde) yerləşir:
Yetkin kemirgen beynində dopamin nöron hüceyrə qruplarının A8-A16 bölgüsü. Björklund, A. & Dunnett, beyindəki SB Dopamin nöron sistemlərindən uyğundur: bir yeniləmə. Neuroscience meylləri 30, 194-202 (2007).
* İnsanlarda. Maymunlarda 160,000-320,000 və kemiricilərdə yalnız 20,000-45,000 var.
Bu diaqrama baxarkən, dopamin nöron qrupları arasında bir sıra ümumi anatomik fərqlər var, buna görə də onlar A8-A16 etiketlidir. Daha incə funksional nəticələrə sahib olan gözəl anatomik fərqlər var. İlk araşdırma xəttində mənə diqqət yetirəcəyəm, Lammel və digərləri. ventral tegmental sahədə (yuxarıda göstərilən VTA və ya A10) dopamin nöronların digər beyin sahələrinə olan bağlılığı ilə fərqlənir. Lammel və digərləri. VTA daxilində dopamin nöronlarının ən azı iki separable populyasiyası var. Bir əhali laterodorsal tegmentum adlanan bir beyin bölgəsindən gələn giriş sinyalleri alır və nüvə accumbens (bu LDT-dopamin-NAc neyronları çağırın) adlı bir beyin sahəsinə çıxış siqnalları göndərir. Digər əhali yanal xəbərdarlıqdan daxil olur və nəticələrini prefrontal korteksə göndərir (bu LHb-dopamin-PFC neyronlarını çağırın). Nə olsun? Bu dopamin nöronların fərqli beyin dövrələrinə keçirdikləri həqiqətən davranış üçün vacibdirmi? Lammel və digərləri. əhəmiyyətli olduğunu göstərdi. Zaman (istifadə optogenetikaonlar siçanlarda LDT-dopamin-NAc neyronlarına girişləri aktivləşdirdilər, onlar heyvanların stimullaşdırıldığı kontekst ilə müsbət əlaqələri yaradıblar. Onlar beyin stimullaşdırılması əldə etdikdən sonra bir qutunun hissəsində daha çox vaxt sərf etməyi seçdilər. Əksinə, Lammel və ark. LHb-dopamin-PFC neyronlarına girişləri aktivləşdirdi, tam əksinə müşahidə edildi. Heyvanlar, stimullaşdırma qazandıqları bir qutunun bir hissəsini çəkmədi. Digər bir işdə Siçanlar təbii bir şey yaxşı və ya pis bir şey yaşadıqları zaman eyni qrup tərəfindən, bu fərqli sxemlərin güclüləri fərqli olaraq modullaşdırıldı. Kokain verilən siçanlar, LDT-dopamin-NAc yolunun artan gücünü göstərdi, lakin LHb-dopamin-PFC yolunda dəyişiklik olmadı. Ciyərlərində bir qıcıq verən siçanlar, LDT-dopamin-NAc yolunda dəyişiklik olmadığını, lakin LHb-dopamin-PFC yolunun güclənməsini göstərdi.
Schultz və digərlərinin dopamin nöronlarının homojen olduğu ilk təsdiqini ləğv etmək, Lammel və ark. bunların olmadığını kəşf etdi. Bu reviziya 1990-dan 2010s-a qədər dəyişmiş olan alətlərin artan həssaslığı səbəbindən baş vermişdir. Bir az yaradıcılığı ilə birlikdə daha yeni və daha yaxşı alətlər Lammel və b. Schultz et al. tərəfindən əldə edilə bilməyən incəlikləri ayırd etmək. Bu incəlikləri ortaya qoyarkən, Lammel et al. bir nüfusun 55-80% -dəki cavablarını görə bildiyiniz üçün nüvə bütün sinif sinifini gördüyünüzə inanırsınız, xüsusilə də tam meyarlara əmin olmadıqda (və ya olmadıqda) Bu əhalini təyin etmək üçün istifadə etdilər. (In vivo neyron qeydlər zamanı dopamin nöronların müəyyən edilməsi məsələsi Ümumdünya məsələsidir). Dünyadakı bütün kreditlər Schultz et al. dopaminin tədqiqatını yandırmaq üçün, lakin son nöqtədən daha çox başlanğıc nöqtəsi idi.
Beyin sxemlərinin necə işlədiyini anlamağa çalışırsınızsa, iştirak etdikləri beyin sxemləri ilə neyronların birləşməsi nöqteyi-nəzərindən bir tonluq hissi yaradır. Ancaq dopamin nöronlarının dopamin hissəsini anlamağa çalışırsan nə olar? Bir çox dopamin nöron tədqiqatı, bir dopamin nöronunun yanması halında, nörotransmitter dopamini, bu kimi görünən kiçik bir molekülü buraxdığını qəbul etdi:
Əslində, biz "dopamin nöronunu" necə müəyyən etdik. Ancaq elmdə tez-tez olduğu kimi vəziyyət də bu qədər sadə olmur. Son tədqiqatın ikinci xəttində burada müzakirə edəcəyəm, elm adamları dopamin nöronlarının dopaminlə birlikdə glutamat və GABA adlanan digər neyrotransmitter molekullarını birgə azad edə biləcəyinə dair sübutlar göstərdi.
Əslində, dopamin nöronlarının müxtəlif alt kümeleri əsasən ya glutamat ya da GABA-yı birgə sərbəst buraxır. Araşdırmalar Hnasko et al. və Stuber və al. VTA'nın birgə azad glutamatında dopamin nöronları olduğunu göstərdi. Birincisi, bir çox VTA dopamin nöronlarının, VGLUT2 adlı bir glutamat nəqlçisini ifadə etdiyi, nöronlardan azad olmaq üçün glutamatı paketləyən bir proteindir. VGLUT2 varlığı dopamin nöronlarının dopamine əlavə olaraq glutamatın qablaşdırıldığı anlamına gəldi mi? Bu suala cavab vermək üçün elm adamları nüvə akumbensindəki neyronların cavablarını (dopamin nöronlarının çıxışları göndərdiyini, yuxarıda Lammel və s. Müzakirələrinə baxdıqları yerlərdə) dopamin neyron stimullaşdırmasına yönəltdi. Həqiqətən, onlar bir dopaminergik reaksiya əvəzinə bir glutamateriqik ilə uyğundur bir növü olan VTA dopamin nöronlarının stimullaşdırılmasına nüvə akumbens neyronlarının həssas cavablarını müşahidə etdilər. Bu cavablar dopamin reseptorlarının antaqonistləri tərəfindən deyil, glutamat reseptorlarının antagonistləri tərəfindən bloklanmışdır. Əlavə olaraq, siçovullarda dopamin nöronlarında VGLUT2 olmaması genetik olaraq manipulyasiya olunarkən, bu cür cavablar görüldü.
Glutamatın birgə sərbəst olmasına baxmayaraq bütün dopamin nöronlarında baş vermir. Lammel və s. İşlərdə olduğu kimi, əlaqə məsələləri də var. Stuber və al. qonşu ərazidə yerləşən dopamin nöronların dorsal striatuma çıxış göndərən əsas nigra (A9) adlandırdığı, glutamatın sərbəst buraxılmasına dair sübutların göstərilmədiyini müşahidə etdi. Bu mənfi nəticə hələ də mübahisəlidir. Digər bir qrup, Tritsch et al., əhəmiyyətli nigra dopamin nöronları tərəfindən glutamatın azad edilməsinə dair bəzi sübutları müşahidə etmişdi. Bundan əlavə, bu əhəmiyyətli nigra dopamin nöronlarının başqa bir nörotransmiterin birgə sərbəst buraxıldığını göstərdilər: GABA. Qeyri-adi, əsasən, nigra dopamin nöronları normal GABA daşıyıcısı olan VGAT-ni ifadə etmir. Bunun əvəzinə, Tritsch et al. dopamin taşıyıcısı VMAT, ayrıca GABA'yı birlikte taşıyabilir, dopamin ile birlikte sinaptik salıvermek üçün paketleyebilir. Tritsch və ark.nın tapıntıları əsasən nigra dopamin nöronlarından kənara çıxa bilər. Ətrafında bəzi GABA olduğu müddətdə, VMAT-ı ifadə edən hər hansı bir şey, potensial olaraq GABA-nı paketləşdirə və buraxa bilər. Tritsch və s. Adlı işdən çıxan bir əsas sual, əsas nigrədə GABA-nı sintez edildiyi və harada olduğu dəqiqdir. Buna baxmayaraq, orada.
Dopamin neyronlarından glutamat və GABA-nın birgə sərbəstliyinin təsiri çox hissədə qalır. Yalnız bildirilən davranış təsiri Hnasko et al. kağız. Onlar dopamin nöronlarda VGLUT2 olmaması siçan normal siçan daha çox kokain cavab az ətrafında run göstərir. İndi bunun üçün. Başqa bir şey olmasa, vericinin birgə azadlığının fenomeni ilə daha çox öyrənməliyik.
İndiyə qədər biz dopamin nöronlarının müxtəlif beyin dövrələrinə bağlandıqları təqdirdə müxtəlif şeyləri siqar edə biləcəyini və yalnız dopamindən başqa kimyəvi maddələrdən istifadə edərək ən azı bir hissəsini bir beyin dövründə təyin edə bildiklərini gördük. Üçüncü tədqiqat xəttində mən burada araşdırma edəcəyik, şəkil üçün həqiqətən daha mürəkkəb bir təbəqə əlavə edəcəyik: dopamin nöronları onlar bir beyin dövründə iştirak etdiyinin yolunu dəyişdirə bilər və ya dəyişmirlər, Dopaminin hamısını azad edirlər. Bu halda, Dulcis et al. hipotalamusun içində olduğum qədər indiyə qədər danışdığımlardan bir az fərqli dopamin nöron qrupuna baxdı. Sıçanlarda olan dopamin nöronların sayı siçovulların yaşadığı "gündüz" uzunluğunun dəyişməsi kimi görünürdü. Gündüzü quotes yazdım, çünki bu gündüz deyil - işıqlar çox nəzarətli laboratoriya şəraitində olub-olmamasıdır. Çox laboratoriya heyvanları gündə 12 saat işıq görürlər, lakin Dulcis et al. gündə 5 saat və ya 19 qədər çalışdı. Uzun günlərdə yaşadıqları siçovulların hipotalamusundakı dopamin nöronları az olduqda, qısa günlərdə baş verən sıçanlar isə daha çox idi. Daha müayinə edildikdən sonra onlar müxtəlif nur şəraitində olan dopamin nöronlarındakı dəyişikliklərin neyronların ölməsi və doğulması səbəbindən olmadığını təyin etdilər. Eyni nöronlar əslində hər cür şəraitdə idi, amma onlar dopamin-nesslərini açar və ya söndürdilər. Yüngül məruz qalmanın bu dəyişikliklərə və ya davranış nəticələrinə səbəb olduqlarına hələ də aydın deyil. Uzun gün və daha az dopamin nöronu olan sıçanlar depressiv və narahat davranışlar göstərmişlər (siçovulların gecə və qaranlıqdan üstün olmasını nəzərə alsaq). Hipotalamik dopamin nöronları bir toksin ilə öldürülən sıçanlar belə etdi. Lakin dopamin nöronları bir toksin ilə öldürülürsə, siçovulların gündə 12 saat işığı var və siçovullara gündə yalnız 5 saat işıq verildikdən əvvəl dopamin və daha az depresif və narahatlıq doğuran dopaminergik nöronlar qəbul edildi davranışlar müşahidə edildi. Pretty cool! Əksər hallarda, bu iş göstərir ki, biz hətta daha əvvəl dopamin nöronları kimi müəyyən edilməmiş nöronların düzgün şəraitdə dəyişə bilər. Beyinlərimizin bəzi cəhətləri sabit qalmaq üçün qurulmuşdur, lakin bir çoxları hər zaman dəyişir, bu bizi içərimizə və təcrübə ilə uyğunlaşdırmağa imkan verir.
Bütün bu işlərdən sonra nə öyrənmişik? Mənə görə, böyük şəkil paketləri beynin anlaşılması mürəkkəbliyi qiymətləndirmək deməkdir. Bir az daha spesifik olmaq üçün, molekül və hüceyrələri dövrələr və davranışlarla əlaqələndirmək deməkdir. Heç bir qrup neyronları yalnız bir neyrotransmiter tərəfindən azad edə bilərlər. Bu qruplaşma bəzən müvafiq ola bilər, lakin yuxarıda göstərilən araşdırmalarda gördüyümüz kimi, həmişə deyil. Formal olaraq dopamin nöronları kimi tanınan qrupun yenidən təyin olunması barədə düşünməklə yanaşı, əvvəlki ədəbiyyatın onilliklərdəki nəzərinə nəzər salmamız lazımdır. Köhnə dopamin nöron tədqiqatlarında məlumatlar səhv deyil, lakin nəticələr olduqca düşündüklərimiz olmaya bilər. Yaxşı bir şey ola bilər. Dopamin nöronların şifrələməsini dəqiqləşdirən bir çox arcane dəlilləri həqiqətən fərqli kontekstlərdə çox fərqli şeylər etdiklərini başa düşərək həll edilə bilər. Dəhşətə gəlməyin: bu, təəccüblü görünə bilər, amma bu, yetişən elmin normal prosesidir. Yalnız proses normal deyil, tamamilə vacibdir. Alimlər əhəmiyyətli konseptual irəliləyişləri əks etdirmək üçün mütəmadi olaraq suallarımızı sorğulamalı və yenidən nəzərdən keçirməlidir.
Anlayışlar çaşdırıcı ola bilər. Onlar da olduqca darıxdırıcı ola bilərlər və mən də çox vaxt elm adamlarını elmdən uzaqlaşdırırlar. Mən başlanğıc biologiya şagirdi olduğumda, sonsuz anlayışlar kimi göründüyü kimi yadda saxlamağa kömək etmək üçün saatlarla saatlarla işləyirdim. Bioloqların klubu üçün yorucu, lakin zəruri bir təşəbbüs kimi baxdım. Əsasən, bu cür stunk olmasına baxmayaraq, özümü dedim ki, yüksək səviyyəli məsələləri işləyən alimlərlə müzakirə etmək üçün lüğətin öyrənilməsi lazım idi. Mənim karyeramda daha da irəliləmiş olduğum üçün təşəkkür etdiyim şey, bir zamanlar görünən qara-ağlı, sağ və ya yanlış təriflərdir - nə qədər incə və tarixə bürünmüş olanlar necə nüanceddir. Dopamin nöronun tərifi kimi elmi təriflər yalnız ümumi bir dil vermir; araşdırmalarımızın çox təbiətini qururlar. Denemelerimizi davam etdirmək üçün bu strukturdan tələb edirik, lakin, biz bunu etdiyimiz kimi, biz də bu təriflərin bizi necə məhdudlaşdıracağından xəbərdar olmalıyıq. Biz müəyyən qrupları bir-birinə müqayisə edirik. Biz qrup ortalamaları haqqında danışırıq. Beləliklə, qruplarımızın içərisində olan hər şey bizim məlumatların necə göründüyünü və nə qərar verdiyimizi təsir göstərə bilər. Beləliklə, biz həmişə bizim təsnifatımıza xas olan fərziyyələrdən xəbərdar olmalıyıq. Yəqin ki, anlayışlar son dərəcə darıxdırıcı deyil! Bu xəbərdarlıqların müzakirəsi tələbələrə real elm adamları kimi düşünməyi öyrədərkən intro kursunu bir qədər sərf edə bilər.
Nöronal hüceyrə növlərinin müəyyənləşdirilməsi xüsusilə həqiqətən kifayət qədər vaxtında çıxır. Bir neçə həftə əvvəl birincisi aralıq hesabat BRAIN təşəbbüs qrupundan çıxdı (Astra Bryant'ın da bax göndərmək mövzusunda). FY 2014 üçün dokuz yüksək prioritet tədqiqat sahələri təsvir edilmişdir, bunlardan birincisi "mobil növlərin siyahıya alınmasını" təşkil edir. Hesabatda mən burada müzakirə etdiyim məsələləri tanıyıram:
Təcrübə, əlaqə və neyromodülatörler də daxil olmaqla bir sıra amillər başlanğıcda oxşar neyronların molekulyar, elektrik və struktur xüsusiyyətlərini diversifikasiya edə biləcəyi üçün nöronal tipli bir konsensus yoxdur. Bəzi hallarda, bir-birindən alt tiplərin ayrılması kəskin sərhədlər ola bilməz. Buna baxmayaraq, növlərin indiyədək qeyri-invariant və ümumiyyətlə daxili xüsusiyyətləri ilə müəyyənləşdirilə biləcəyi ümumi razılaşma var və bu təsnifat sayım üçün yaxşı bir başlanğıc nöqtəsi təmin edə bilər. Beləliklə, siyahıyaalma yaxşı təsvir olunan böyük sinir nöronları (məsələn, korteksin eksitatori pyramidal nöronları) ilə başlamalı və sonra bu təsnifatların içərisində daha yaxşı kateqoriyalara keçməlidir. Bu siyahıya, başlanğıcda tamamlanmayan və yinelemeler üzerinde yaxşılaşacaq biliyi ilə alınacaqdı.
"Dopamin neyronu nədir?" Sualının cavabı kifayət qədər deyildir, lakin sualın yüksək səviyyədə tanınması və onu izləmək üçün maliyyələşdirmə vacib bir addımdır. Buna hörmətlə yanaşırıq.
;