Bir büdcəyə arzusu: dopamin və enerji xərcləri, mükafat və resursların barışığı (2012)

giriş

Dopaminin əsas funksiyası mükafata vasitəçilik etmək fikri genişdir. Mübahisələr dəqiqliklə dolu olsa da necə Dopamin mükafatlandırmaya kömək edə bilər - hətta əgərCannon və Palmiter, 2003; Müdrik, 2004; Berridge, 2007; Goto et al., 2007; Robbins və Roberts, 2007; Salamone, 2007; Schultz, 2007; Redgrave et al., 2008), dopamin funksiyası üçün təşkilatçılıq metaforu kimi mükafat, tez-tez fakt kimi müalicə olunmaq üçün hər cür yer tutur, xüsusilə də midbrain dopaminin effektiv dərəcədə mükafatlandırıldığı (məsələn, Kenny, 2010; Volkow və digərləri, 2010; Avena və Bocarsly, 2011; Berthoud et al., 2011). Bununla yanaşı, tədqiqatların onilliklərində dopamin sindromu artırıcı dərmanların psixostimulyant xüsusiyyətləri ilə yaxşı təsvir edilən dopaminin aktivliyini müəyyənləşdirmək üçün açıq bir rol oynayır. Salamone və həmkarları uzun müddət dopaminin əsas təsirinin səmərəli fəaliyyəti tənzimləmək olduğunu, heyvanın qiymətli xəbərdarlıqların aparılması ilə əlaqədar cavab xərclərini aradan qaldırmağa imkan verdiyini iddia edirlər (Salamone, 2009, 2011). Daha yaxınlarda, könüllü fəaliyyəti tənzimləyən potensial genləri tədqiq edən genetik tədqiqatlar dopaminlə əlaqəli genlərə işarə etdi və bəzi müəlliflər tərəfindən dopaminin könüllü fəaliyyətin idarə edilməsində "son ümumi yol"Leamy və digərləri, 2008; Kelly və digərləri, 2010; Knab və Lightfoot, 2010; Mathes və digərləri, 2010; Garland və digərləri, 2011). Dopaminin enerjiyə sərf edilməsində əsas rol oynadığını göstərən ciddi və əhəmiyyətli məlumatlara baxmayaraq, dopaminin bu baxım mükafat perspektivinə kölgə salır. Məsələn, bir çox sənədlərdə dopamin və piylənmə (Geiger et al., 2009; Berridge və digərləri, 2010; Kenny, 2010; Berthoud et al., 2011), enerji xərcləri enerji tarazlığı tənliyinin konseptual yarısını təşkil etməsinə baxmayaraq, dopaminin enerji xərclərindəki rolu nəzərə alınmır.

Bu günə qədər dopamin effektlərinin və təxirəsalınmaz funksiyasını, geniş şəkildə tanınan mükafat funksiyasını və fəaliyyətinin və enerji xərclərinin dopaminin daha az görülə bilən, eyni dərəcədə nümayiş etdirilən təsirlərini heç bir cəlbedici çərçivə birləşdirməmişdir. Fəaliyyətə dair görünən dopaminergik effektlər tez-tez mükafat proseslərinin nəticəsi kimi çərçivəyə salınır. Məsələn, gəmiricilərdə çalışan könüllü təkərlərin modullaşdırılmasında dopaminin rolu təkər sürüşü ilə bağlı mükafatın dopaminergik modulyasiyasından və güclənməsindənGarland və digərləri, 2011; Roberts və digərləri, 2011; Yang və digərləri, 2012). Burada dopaminin əsas funksiyası enerji xərclərini tənzimləmək olduğu bir fərziyyə hazırlayırıq. Xüsusilə, biz dopaminin davranış enerjisi xərclərini uyğun və ekoloji enerji iqtisadiyyatına uyğun daxili və xarici mühitlər arasında bir interfeys kimi xidmət etdiyini iddia edirik. Dopaminin enerji xərclərini iki ölçüdə tənzimləməsini təklif edirik: (1) necə çox enerjiyə sərf etmək (konservasiya-istehlak oxları) və necə (2) necə paylamaq və ya fərqli fəaliyyətlərə enerji ayırmaq (aşağıda işlənmiş-istismar oxu). Bu baxımdan, dopaminin mükafatla əlaqəli təsirləri enerji xərclərini adaptiv şəkildə idarə etmək üçün ikinci dərəcəli və xidmətdə meydana çıxır. Salamonenin zərif işinə və dopaminin səylərin tənzimlənməsindəki roluna və dopaminin mükafat fərziyyəsini davamlı tənqid etməsinə diqqət ayırmaqdan çox borcluyuq. İndiki fərziyyə, dopaminin həm səyi, həm də mükafatı adaptiv şəkildə tənzimlədiyi - əvvəlki mükafat tarixinin mövcud davranışa təsirini miqyaslandıran mühitdəki enerjinin mövcudluğu ilə əlaqəli şəkildə tənzimlədiyi daha geniş bir fərziyyəyə inteqrasiyasını və genişlənməsini təmsil edir.

Adaptiv, yarı-təbii kontekstdə Dopaminin tədqiqi

Aşağıda, ilk növbədə laboratoriyamızın yeni tədqiqatlarını nəzərdən keçirəcəyik və bu, davranışın dopaminergik modulyasiyasında mükafatın üstünlüyünü sual altına qoyur və enerji xərclərində onun rolunu vurğulayır. Sonradan, dopamin funksiyasının enerji iqtisadiyyatı hipotezini hazırlayaraq müvafiq ədəbiyyatı nəzərdən keçirəcəyik. Obezitede dopaminin rolunu araşdırmaq üçün hazırkı hipotezin nəzərdən keçirilməsi ilə nəticələnəcəyik. "Mükafat" termini, təəssüf ki, ədəbiyyat daxilində istifadəyə məruz qalır, çünki digərləriCannon, 2004; Salamone və digərləri, 2005; Salamone, 2006; Yin və digərləri, 2008). Xüsusilə, söz birləşmənin ehtiyacına cavab verən xəbərdarlıqları (məsələn, əvvəlki davranışın ehtimalı təkrarlanan), möhkəmləndirici (məsələn, bir şeyi sevmək kimi), möhkəmləndirməni (məsələn, bir şey sevmək kimi), müxtəlif konsepsiyaları ələ almaq üçün qeyri- ərzaq) və s. Bu nəzərdənin birinci hissəsində, biz müxtəlif ideyalar arasında müxtəlif nəzəri fərqlərə baxmayaraq ədəbiyyatı əhatə edən mövzuları ələ almaq və birləşdirmək üçün çətirli bir dövr kimi ədəbiyyatda köçürülmüş olduğu kimi, çox vaxt deməkdir. Sonradan, hipotezimizi inkişaf etdirdiyimizdə mükafatı daha dəqiq müəyyən edəcəyik.

Yüksək Dopamin: Mükafatın azalması

Dopaminin mükafat perspektivlərinə zidd bir fikirdir Dopamin, mükafatın davranışa təsirini artırır. Empirik olaraq, bu dopaminin artırılması bir heyvanın mükafata yönəldiyi səyini artırdığını göstərir və sayəsində dopaminin azaldılması səyini azaldırWise et al., 1978; Taylor və Robbins, 1986; Aberman və digərləri, 1998; Peciña və digərləri, 2003; Kelley, 2004; Cagniard və digərləri, 2006a,b; Phillips və digərləri, 2007; Salamone, 2009, 2011). Bu kümülatif məlumatlar, bir çox müstəntiqə mükafatın özü və ya mükafatla əlaqəli stimullarla bağlı təşviqatın dopamin ilə artırıldığı nəticəsinə gətirib çıxardı. Alternativ olaraq, mükafat almaqla bağlı xərclərə həssaslıq artırılmış dopamin (Phillips və digərləri, 2007; Salamone, 2011). Bu tədqiqatlardan tez-tez rast gəlinənlər, hətta müəllifləri belə şərhlərə (məsələn, Salamone) qarşı olduqda belə, dopaminin mükafat və davranış arasındakı əlaqəni dopaminin mükafatın davranış seçimini necə qiymətləndirdiyini dərəcədə artırmasıdır. Məsələn, Salamone dopaminin mükafatını heç bir şəkildə modul etmədiyini iddia edir; dopaminin asanlaşdırdığını göstərir səy. Beləliklə, heyvanların mükafat dalınca getməsinə cavab qiyməti az mane olur. Bir çoxları bunu mükafatın davranış seçimi üzərindəki təsirini mükafatın özünü dəyişdirməklə deyil, normal olaraq mükafat axtarışını məhdudlaşdıran bir faktoru-cavab qiymətini dəyişdirməklə artırmaq kimi şərh etdilər.

Dopamin artımının yarı təbiət mühitinə uyğunlaşmasını necə dəyişdirdiyini araşdırmaq üçün mükafat üçün motivasiyaya dəfələrlə müşahidə olunan artımın davranış rahatlığının azalmasına gətirib çıxara biləcəyini soruşduq (Beeler et al., 2010). Bunu test etmək üçün, siçanların operativ avadanlıqlarla təchiz edilmiş ev qəfəslərində yaşadığı və onların bütün yeməklərini 24 / 7 düyməsinə basaraq əldə etdikləri bir ev qəfəsi paradiqmasını istifadə etdik. Heç bir ərzaq məhdudiyyəti istisna edilmir və siçanların istehlakını tamamilə öz-özünə tənzimləməyə icazə verildi. İki qolu hər zaman "ucuz" olduqda yemək verdi və digərinin həmişə "bahalı" olduğu halda, bir pelet (FR20) üçün az sayda təzyiq tələb etdi və təcrübənin (FR40-FR200) irəlilədikcə artan miqdarda mətbuat tələb etdi. . Lakin hər bir 20-40 dəqiqə rastgele keçən hansı qolu idi. Beləliklə, səy sərf edilən ən böyük dönüşü qazanmaq üçün, siçanlar davam edən mükafatların geribildirimlərini nəzarət etməlidirlər və ən az xərc pelletlərini əldə etmək üçün dövrələrə keçidlər. Biz cəsarətli C57BL / 6 (nəzarət) və dopamin daşıyıcısını yığılan (DATkd) siçovulların ekstrasellüler dopaminin yüksək olduğunu və tonik dopamin atəş fəaliyyətini artırdığını test etdik (Zhuang et al., 2001; Cagniard et al., 2006b).

Yüksək dopaminli (DATkd) olan siçanlar, dopaminin mükafata doğru səy göstərdiyini göstərir ki, əvvəldən ədəbiyyata uyğun olaraq, yabanı tipli siçanlara nisbətən yüksək qiymətli qolu üzərində əhəmiyyətli dərəcədə basdı. Ancaq bu vəziyyətdə artan səy mükafatı artırmadı, sadəcə bu mükafata xərclənən səylərin miqdarı. Məlumatların detallı təhlili göstərir ki, DATkd onların peri-keçid davranışları əsasən eyni idi, çünki qolları arasında keçidlər üçün duyarsız və ya xəbərsiz idi. Datkd siçanlarının hər iki qola bərabər şəkildə bölüşdüyü qolu açarları arasındakı sabit dövrlər arasındakı fərq yaranırdı, yabanı tipli siçanlar isə ucuz qolu imtina etdi. DATkd davranışının əsasını qoyan strategiyanı daha yaxşı başa düşmək üçün məlumatları müvəqqəti fərqlə öyrənmə (TD) modelinə uyğunlaşdırırıq (Sutton və Barto, 1998). Bu modellərdə iki əsas parametr mövcuddur: yeni mükafat məlumatlarının qolu basmaqla dəyərinə (və fadesə) daxil olan dərəcəni nəzarət edən bir öyrənmə dərəcəsi və bu dəyərin dərəcəsini nəzarət edən "ters temperatur" davranış seçimini önə çəkir. Sonuncu parametr tez-tez tədqiqat-istismar parametrini tədqiqatın istismarında daha böyük yanlış nəticə kimi adlandırılır,Sutton və Barto, 1998; Daw et al., 2006). Tədqiqatın nəticələrinə görə genotiplər arasında açarların ətrafında müşahidə olunan öyrənmə fərqlərinin olmaması ilə bağlı heç bir fərq yox idi, lakin DATkd aşağı ters temperatur sərgilədilər. Yəni bir var idi aşağı mükafat tarixi ilə davranış seçimləri arasında birləşmə. İlk baxışdan paradoksal görünür. DATkd siçanları, ədəbiyyatın onilliklər boyu mükafat qazanması üçün daha çox çalışdıqlarına baxmayaraq, bu, onların davranışlarına daha çox nəzarət verən mükafat nəticəsində yaranmır. Əksinə, mükafat və davranış seçimi arasında azalma var idi. Əksinə, onların davranışlarına daha çox təsir göstərən mükafat daha çox idi az. Bu şəraitdə artan dopamin, artan istismardan çox azaldı. Maraqlıdır ki, Salamone et al. (Salamone və digərləri, 2001) nucleus accumbens dopamin tükənmələri olan siçovulların olduğunu göstərmişdir daha azaldılmış dopaminin altında birləşməni təklif edən cavab xərclərini aradan qaldırmaq üçün son mükafatdan asılıdır artırılmış mükafat tarixi və seçimi arasında birləşmə.

Yüksək Dopamin: Artan İstehlaksız Çaba Dəyişdirmə

Dopaminin mükafat baxımından örtülü bir başqa fikri, mükafatın yanlış davranış dərəcəsini artıraraq, bir heyvanın mükafat qazanacağı dərəcəni tənzimləyən bir dopamindir; Yəni, bu dopamin "istəyən" vasitəçilik edir: daha çox dopamin, daha çox istəyən, daha çox təqib (Robinson və Berridge, 1993; Leyton və ark., 2002; Volkow və digərləri, 2002; Tindell və digərləri, 2005; Berridge və digərləri, 2010). Dopaminin bu təsiri bir çox bağımlılığın nəzəriyyələrinə çox əhəmiyyət verir (Robinson və Berridge, 2001; Koob və Volkow, 2010) və daha yaxınlarda dopamin və piylənmə nəzəriyyələri (Volkow və Wise, 2005; Finlayson və digərləri, 2007; Zheng et al., 2009; Berridge və digərləri, 2010; Volkow və digərləri, 2010; Avena və Bocarsly, 2011; Berthoud et al., 2011). Digər bir sonrakı homecage tədqiqatında (Beeler et al., 2012a), biz fərqli ətraf mühit şəraitində bu "istək" artan adaptiv ola bilər olub olmadığını soruşduq. Bunu sınamaq üçün yenidən iş qıvrımları ilə təchiz olunmuş siçanları yerləşdirdik, burada yeyinti qıvrıması olmadan yenidən yığıldıqdan sonra bütün qidalar qazandılar. Bu paradiqmada, yalnız bir qolu ərzaq təqdim etdi və bu qolu iş tələbi FR3-dən başlayaraq FR5-da başa çatdıqdan sonra hər bir 250 gün ərzində hər bir sınaqda artdı. Bu, siçanların gündəlik istehlakını qranulların mövcud dəyərinə uyğunlaşdıran dərəcəni göstərən bir tələbat eğrisi verir. Dopaminin mükafat dəyərini artırdığını və / və ya xərclərə qarşı həssaslığı azaldığını nəzərə alsaq, yüksək dopaminli DATkd farelerinin bu paradiqmada daha yaxşı olar və yabanı tipli siçanlara nisbətən daha yüksək xərclərə daha çox basmağa davam etməsini gözləyirik. DATkd daha yüksək xərclərdə daha az artan təzyiq göstərdiyinə baxmayaraq, ümumiyyətlə, vahid tipli siçanlar kimi artan xərclərə eyni tənzimləməni nümayiş etdirdi. Bədən çəkisi dəyişmələrində və ya sınaqda sağ qalma müşahidə olunmadı. Üstəlik, məlumatlar tələb olunan esneklik modelinə uyğun olduqda (Hursh və Silberberg, 2008), genotiplər arasında elastiklik arasında fərq yox idi. Beləliklə, səy və mükafat üzrə dopaminin təsiri necə oldu?

Fərdi yem məlumatlarının təhlili (yəni, sayı, müddəti və yemək miqdarı) DATkd siçanlarının yeyildiyi böyük bir genotip təsiri göstərir böyük lakin az yemək. Yəni, dopamin onların ümumi istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirməməsinə baxmayaraq, onların yeməklərini dəyişməyə başladılar - onlar müvəqqəti olaraq səylərini və istehlakını bölüşdürdükləri yolu. Bu məlumatlar göstərir ki, artan xərclər həm vahşi tipli, həm də DATkddə homeostatik konservasiya mexanizmləri ilə məşğul olan çatışmazlıq vəziyyətinə səbəb olur. Bu süni çatışmazlıqdan qaçınmaq üçün, hər bir yeməkdə və ya hər bir sonrakı pelletin xərcləri 2 tərəfindən artdıqca, hər bir yeməkdə və ya basmaqda artan xərclərin baş verdiyi bir ev qəfəsinin mütərəqqi nisbəti öyrənilmişdir. Bütün basaraq 30 dəqiqə dayandırıldıqdan sonra nisbət sıfırlanır. Beləliklə, siçanlar səylərini daha böyük, daha bahalı yeməklərə, ya da daha az, daha ucuza və daha tez-tez yeməyə yönəldə bilərdi. Bu çalışmada qruplar arasında heç bir əhəmiyyətli bədən çəkisi dəyişməsinin müşahidə edilməməsi və ümumi istehlakda əhəmiyyətli bir fərq olmamışdır. Bununla birlikdə, DATkd siçanları yenə böyük yemək yeyir və fərdi döyüşlərdə daha yüksək bir kəsmə nöqtəsi nümayiş etdirdi, əvvəlki ədəbiyyata uyğun olaraq, yüksək dopaminin artan nisbət paradiqmasında kəsmə nöqtəsini artırdığını göstərdi. Lakin, yuxarıda göstərildiyi kimi, bu daha çox səy, daha az tez-tez yeməklə qarşılanırdı ki, ümumi istehlak fərqlənmirdi. Bu araşdırmalardan iki əhəmiyyətli nəticə çıxarırıq. Birincisi, dopaminin qida ilə bağlı təsiri, ən azı bu paradiqmada, homeostatik nəzarət altında qalır. İkincisi, dopamin qlobal bir mənada "istək" və ya ümumiyyətlə qidalandırmaq üçün dəyişməyəcək, lakin məqsəd müvəqqəti olaraq yerli məqsədlər içərisində sərf olunan səyləri modullaşdırmaq üçün görünür. Qısacası, dopamin enerjiyə və səylərə təsir göstərmişdir paylandı iştahın motivasiyasını artırmaq deyil per se.

Buradan müşahidə edirik ki, artan dopaminin tələbi daha inelastik deyildir; yəni, ümumi hiperdopaminergik siçanlar öz istehlakını yabanı tipə bənzər cavab tədbirlərinə uyğunlaşdırırlar. Səthdə bu dopaminin ötürülməsini stimullaşdırmaq və ya maneə törətmək səylərə əsaslanan reaksiyanı artırmaq və ya azalda bilər (məsələn, Aberman və Salamone, 1999; Bardgett və digərləri, 2009; Salamone və ark., 2009b), ehtimal ki, xərclərə cavab verən elastikliyə təsir göstərə bilər. Lakin, bu tədqiqatlarda müşahidə olunan eyni hadisəni müşahidə edirik: dopamin bir müddət ərzində daha çox səy göstərməyə kömək edir bout burada daha böyük yeməklər və daha yüksək kəsmə nöqtələri ilə sübut olunub. Bununla yanaşı, biz seans əsaslı araşdırmaların nə edə bilməyəcəyini müşahidə edirik - bu fərqlər elastikliyin dəyişməsinə gətirə biləcəyimiz səylər içərisində mütləq istehlak və tələbatın dəyişməsi ilə müşayiət edilmir. Bu daha böyük yeməklər daha az yemək ilə kompensasiya edilir və bu, artan xərclərə cavab olaraq ümumi oxşar elastikliyə səbəb olur. Yüksək dopamin bu işlərdə qeyri-bərabərlik etməmişdir, dopaminin elastikliyini heç vaxt tənzimləməməsi demək deyil, yalnız dopaminin, səy və tələb arasındakı əlaqənin əvvəlcədən təqdir olunduğundan daha mürəkkəb ola biləcəyini bildirir.

Yüksək Dopamin: Hedonik dəyəri yaxşılaşdırma və ya Davranış Seçimi keçmək deyil

Dopamine və mükafat hipotezinə zidd bir başqa fikir də budur dopaminin arxasına düşür üstünlük ərzaq (Salamone və digərləri, 1991; Cousins ​​et al., 1993; Salamone, 1994; Lowe və Levine, 2005; Zheng et al., 2009; Berridge və digərləri, 2010; Kenny, 2010; Volkow və digərləri, 2010), burada "üstünlük" adətən dadlı, hedoniki olaraq mükafatlandırıcı qidalar kimi təsvir olunur: yaxşı dadı olan şeylər. Bir təşviq baxımından, dopamin üstünlükli qidalarla əlaqəli daha çox təşviq artırır. Buna qarşı çıxan Salamone et al. (Salamone və digərləri, 1991; Salamone, 1994) sərbəst qidalanma şəraitində dopamin funksiyasındakı dəyişikliklərdən üstünlük olmadığını göstərmişdir; yəni dopamin heç bir (və ya aşağı) iş tələb olunmadığı halda təşviq və ya dəyişməz ərzaq seçimini artırmaz. Lakin, tədqiqatlarında üstünlük verilən qida əldə edərkən is cavab dəyəri ilə əlaqəli olan dopamin, heyvanın göstərəcəyi səyi artırır və beləliklə heyvanın heyvanını dəyişdirir davranış seçimi üstünlüklü qidaya daha çox intihar etmək lehinəSalamone, 1994; Salamone və digərləri, 1994), tez-tez artan dopaminin, istənilən xərclərə qarşı həssaslığı azaltmaqla, təbii bir yemək mühitində üstünlük verilən qida məhsulunun təqibini artıracağını bildirmək üçün qəbul edilir.

Son bir sıra araşdırmalar (Beeler və digərləri, 2012b), biz qidalanma və hedonik, ya da dad, dəyər istehlak, üstünlük və möhkəmləndirilməsi nisbi katkısı və yüksək dopamin bu dəyişə bilər necə soruşdum. Tək dad dəyərini test etmək üçün, kalorisiz tatlandırıcılardan (həm sukraloz, həm də saxarin) istifadə etdik. Yalnız qida dəyərini test etmək üçün, biz şirin tat alıcısı olmayan trpm5 knock-out siçanlarını istifadə etdik və şirin (Damak və digərləri, 2006; de Araujo et al., 2008), tək qidalanmanın təsirini qiymətləndirməyə imkan verir. Hər iki halda, yüksək dopaminin təsirlərini test etmək üçün dopamin taşıyıcısı içində və sökülməmiş siçanlardan istifadə etdik. Ədəbiyyat daha çox hedoniki olaraq mükafatlandırıcı qidaların artan dopaminin təsirinə məruz qaldığını göstərir. Bundan bəhs edək ki, yüksək dopamin üstünlüklə qidalanma mükafatı ilə hedonik təsir edəcəkdir. İlk növbədə, hedonik və qidalanma dəyərinin istifadəsi və üstünlüyünü artırdığına baxmayaraq, qidalı dəyərdən ayrılan hedonik dəyər yoxsul gücləndirici idi. Yəni, siçanlar kalorisiz şirin həllər istehlak edər və suya üstünlük verər, lakin kaloriya dəyərinin yoxluğunda şirin dadı iki şişe kondensasiya testində kondisyonu gücləndirməyə imkan vermədi. Bundan əlavə, müvəffəqiyyətli bir nisbət testində sukroz induksiya sessiyalarda cavab verməyə başladı. Kalium içməmiş tatlandırıcılar, əksinə, daha az reaksiyaya səbəb olurdu ki, əslində sessiyalarda azaldılar, sözdə "tükənmə simptomları"Wise et al., 1978). Berridge və Robinson (Robinson və Berridge, 1993) adət-ənənələrinə "sevmədən" "narkotik maddələri" istəməyən "inkişaf etməkdə olan" asılılıq "və" istək "arasında fərq qoyur; yəni intizam sürücülüklə məşğul olan kompulsiv dərmanlar onun hedonik nəticələrindən asılı deyildir. Bu məlumatlar, gələcəkdə bu təcrübəni kompulsiv araşdıran birləşdirən təşviqatların inkişaf etmədən pozitiv hedonik cavab ala biləcəyi yerdə "istəksiz" bir şəkildə tamamlamaqdırBeeler və digərləri, 2012b).

Gözləmələrə zidd olaraq, yüksək dopamin yalnız hedonik, şirin dad üçün motivasiya əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməmişdi, lakin birləşmiş dad / bəslənmə və təkrarlanan bəslənmə üçün səy göstərdi. Dopamin salınmasının əvvəlki tədqiqatları göstərir ki, dopamin yalnız dadına cavab olaraq sərbəst buraxılmalıdır (məsələn, postingestive təsiri olmadan dadı stimullaşdırmaq üçün intra-oral kanülasyon istifadə) (Mark və digərləri, 1991; Hajnal və digərləri, 2004; Norgren və ark., 2006; de Araujo et al., 2008; Wheeler və digərləri, 2011). Bəs niyə bəslənməmişikdə şirin dadı azaldaraq gücləndirdik? Biz siçovulların sukroz və saqqarin pelletlərinə hər birinin müəyyən bir ləzzətlə əvvəlcədən məruz qaldıqları bir voltammetriya tədqiqatını apararaq, onlara hər birinin nisbi qida dəyərini ayırmaq və öyrənmək imkanı vermək üçünBeeler və digərləri, 2012b). Sonra sukroz və ya sakarinə cavab olaraq evoked dopamin sindromunu ölçdük. Sıçanlar həm də pelletlərin növlərini bərabər şəkildə əldə etmiş və istehlak etmişlər; Ancaq biz uyarılmış dopamin sindromunu ölçdükdə sakarinə reaksiya sükrozla müqayisədə çox azaldıldı. Bir təqib tədqiqatında, uyarılmış dopaminin eyni azalması sükroz və ya sakarinin proqnozlaşdırılmasıMcCutcheon et al., 2012). Tək kalorili zövqə dopamin reaksiyası siçanla davranış tədqiqatlarında müşahidə edilən azalmış respondent və görünən tükənmə simptomları ilə uyğundur. Bir sözlə, bu tədqiqatlar göstərir ki, artan dopamin səyini artıran və enerji sərfinin (yəni yemək nümunələrinin) dağıdılmasını dəyişdirən, istehlak və üstünlükləri dəyişdirməyən və bəslənməmiş halda hedoniki qiymətli qidaların "istəkli" olmadığını göstərir .

Konvensiya eyni zamanda seçmə vəzifəsində (Salamone, 1994bir heyvanın üstünlük verdiyi bir yemək üçün lever-preslənmə və ya bir saatlıq sessiyalar zamanı sərbəst mövcud standart çiyin yemək arasında seçim var. Salamone və həmkarları göstərir ki, dopamin üstünlük verilən qidaların standart çova istehlakına nisbətini artırır; yəni dopamin daha bahalı, lakin üstünlük verən bir seçimi üstün tutmaq üçün davranış seçimlərini dəyişir. Bu işdən çoxu dopaminin üstünlük verən qidaları təqib etməsini artıracaq. Siçanların üstünlüklü bir qidaya (PR2), ya kalorisiz tatlandırıcılara, ya da sükroza ya da sərbəst olaraq mövcud olan çorba yeyə biləcəyini göstərdikdə homecage mütərəqqi nisbəti bir-birinə uyğun seçmə təcrübələrini apararaq bu çıxışını test etdik. Bu yarı-təbii paradiqmada, yuxarıdakı tələb və homecage mütərəqqi nisbəti araşdırmalarında bildirildiyi kimi, artan dopamin, daha çox enerji sarfiyatına (yəni daha uzun basma, daha çox dayandırma nöqtəsi, daha az ümumi atış) daha çox enerji sərfinə yönəltdi. Ancaq daha çox səy göstərməsinə baxmayaraq, yüksək dopamin üstünlük verilən qidadan standart çova nisbətinə əks olunduğu üçün davranış seçimini dəyişdirməmişdir. Salamone eyni vaxtda seçilmiş paradiqmada müşahidə edilən üstünlüklü bir qidaya qarşı güclü səy göstərmişdir ki, cavab qiyməti həssaslığında dəyişiklikləri əks etdirən dəyişiklikləri əks etdirir (Salamone və digərləri, 2007). Bu məlumatlar, bu arqumenti bərabər seçki paradiqmasında müşahidə olunan artan səylərin mükafat təqibini artıracağına dair fikirləri saxtalaşdırmaqla təsdiqləyir və genişləndirir. Bir yarı təbii mühitdə, Salamone tərəfindən müşahidə olunan üstünlüklü ərzaqla eyni güclü səy göstəririk, lakin bu, istehlakı, üstünlük və ya davranış seçimini dəyişmir, lakin müxtəlif enerji xərcləri strategiyalarını əks etdirir.

Mükafat və Davranış Enerji İdarəetməsini İnteqrasiya

Bu tapıntılar yalnız dopamin nəzəriyyələri və mükafat baxımından izah etmək çətindir. (1) Ödülün davranışa olan etkisini artırmanın yerine, mükafat tarixi ve seçimi arasında azalmış bir ilişkiyi gözləyirik, dopamin daha çox kəşfiyyata səbəb olur; yəni, az mükafatla seçilmə meyli. (2) Homeostatik mexanizmləri aşan sürətlə və artıq istehlakı təşviq etmək əvəzinə, dopamin homeostatik tənzimlənmənin məhdudiyyətlərindən səylərin paylanması ümumi istehlakı dəyişmədən qida arxasında; dopamin, daha çox qüvvəyə səbəb olur, lakin daha çox "arzu edir". (3) Daha çox üstünlüklü qidaya səy, istehlak və davranış seçimini dəyişməmə əvəzinə, dopamin istehlakı, üstünlük və seçimini dəyişdirmədən yenidən gücləndirir; yəni xərclərə həssaslığın azaldılması iştahın məqsədlərini dəyişmir. Tədqiqatlar ümumi bir mövzuya toxunmuşdur: bu dopamin davranış enerjisini modulyasiya edir xərclər. Səylər və xərclərin dopamin modulasiyası qeyri-spesifik bir təsirə - "ümumiləşdirilmiş fəaliyyətə" və ya məqsədləri yerinə yetirməklə bağlı cavab-xərcləri aradan qaldıran səylərin yenidən bölüşdürülməsiSalamone və digərləri, 2007). Kağızın qalan hissəsində dopaminin mükafat və fəaliyyət modullaşdırıcı aspektlərini inteqrasiya etməyə çalışacağıq. Bunu etmək üçün alternativ bir perspektiv hazırlayacağıq: dopaminin mükafata olan təsiri davranış enerjisi xərclərinin tənzimlənməsinə xidmət edir və mükafat sistemini, mövcud olan resurslarla enerji xərclərinin uzlaşması baxımından daha geniş bir çərçivədə yerləşdirir.

Dopamin: Davranış Enerjisi İdarəetmə Sistemi

Enerji və onun istifadəsi uyğunlaşma üçün son nəticədir. Termoregulyasiyadan çoxalma, enerjinin satın alınmasına qədər bütün orqanizm ehtiyacları və funksiyaları enerji tələb edir. Müvafiq bir tədarükün saxlanılması təkamülçü bir əsas direktiv kimi qəbul edilə bilər. Enerjinin əldə edilməsini, istehlakını və yığılmasını tənzimləyən sistemlərə çox diqqət yetirilir, lakin xərclərini nəzarət edən sistemlərə daha az diqqət yetirilir. Yenə də enerji balansını (yəni istehlak - xərc = xalis tarazlıq) təyin etməkdə "bərabər ortaq" olmaqdan başqa, enerjinin fərqli fəaliyyətlərə optimal paylanmasına nail olmaq adaptasiya üçün vacibdir. Yəni bir heyvanın mövcud enerjisi ilə etdiyi şey, enerji qazanmaq qədər mübahisəsiz olaraq vacibdir. Enerji xərclərini ən yaxşı şəkildə necə yönləndirmək, ətraf mühit şərtlərinə bağlıdır. Enerji baxımından zəngin bir mühitdə kəşfiyyat, idman və enerji xərcləri uyğunlaşır. Enerji baxımından zəif bir mühitdə, əvvəlki təcrübənin istismarı və enerjiyə qənaət - məsələn, enerji məsələsində ən çox zərbə almaq vacibdir. Bu baxımdan, effektiv enerji idarəetməsi (1) nə qədər enerji sərf etməli olduğumu və (2) onu nə qədər diqqətlə və ya seçici şəkildə yerləşdirməyim lazım olduğuna qərar verməyi tələb edir. Bu iki sualı enerji idarəetməsinin iki oxu kimi xarakterizə edirik: müvafiq olaraq xərclə və qorumaqla istismara qarşı araşdır (Şəkil 1).

 

Şəkil 1. Dopaminin davranış enerjisinin xərclənməsini tənzimləmək üçün iki eksenin konseptual çərçivəsi. Üfüqi oxlar, dopaminin aşağı aktivlikdən (konservasiya) yüksək aktivliyə (xərcləməyə) qədər davamlılıq boyunca ümumiləşdirilmiş fəaliyyət səviyyələrini tənzimləməsində rolunu təmsil edir. Şaquli oxlar, məlumatın davranış fəaliyyətinin paylanmasını qərəzli dərəcəyə gətirdiyini tənzimləyərək kəşfiyyat və istismar arasındakı tarazlığı tənzimləyən dopaminin rolunu təmsil edir. “Dopamin funksiyası” burada geniş şəkildə təfsir olunur və yalnız hədəf bölgələrdəki dopamin hüceyrə xaricindəki konsentrasiyaları, dopamin nöronlarının aktivliyini (yəni tonik aktivlik dərəcəsi, partlamanın yayılması) deyil, eyni zamanda fərqli reseptorların nisbi ifadəsi kimi parametrləri də əhatə edə bilər (məsələn, D1 və D2), doapmin daşıyıcısının (DAT) ifadəsi və aktivliyi, həmçinin asanlıqla sərbəst buraxıla bilən hovuz ölçüsü və vezikül ölçüsü daxil olmaqla vezikulyar salınmanın xüsusiyyətləri. Ümumi bir konseptual prinsip olaraq azalmış dopamin funksiyasını qoruma və istismarla (aşağı sol kadran), artan dopamin funksiyasını xərcləmələr və kəşfiyyatla (yuxarı sağ kadranda) daha böyük oxun əks olunduğu ilə əlaqələndiririk. Bununla birlikdə, dopamin sisteminin fərqli aspektlərindəki dəyişikliklər (məsələn, D1 və D2 reseptorlarının nisbi ifadəsinin dəyişdirilməsi) bu əlaqəni dəyişdirə bilər, məsələn, yüksək xərcləmə və mükafat məlumatlarının daha çox istismarı ilə əlaqəli digər kadrantlar tərəfindən təsvir olunan davranışlar meydana çıxa bilər ( sağ alt kvadrant).

Mövcud fərziyyədə bu iki enerji sərf oxunu sənədləşdirilmiş iki dopamin funksiyası ilə əlaqələndiririk. Əvvəlcə, dopaminin ümumiləşdirilmiş fəaliyyətin tənzimlənməsindəki rolunu xərc-qənaət oxları ilə əlaqələndiririk. İkincisi, dopaminin mükafatdakı rolunun mükafat təşviqi və iştaha can atmağı tənzimləmək olmadığını təklif edirik per selakin istifadə etmək mükafat məlumatı tənzimləmək üçün paylanma kəşfiyyat-istismar baltalarına vasitəçilik edən müxtəlif fəaliyyətlərə enerji; yəni enerji qaydanı necə seçilməlidir? Dopaminin TD öyrənmə modelləri daxilində dopaminin bu ikinci aspektini və dopaminin (1 haqqında mükafat, yəni enerji xərclərini istiqamətləndirən xəbərdarlıq dəyərini təyin etmək və (2) bu mükafat məlumatlarının davranış seçimini qiymətləndirdiyini, ikinci oxu tərtib etmək, araşdırmaq-istismar etmək enerjili qənaət: Mövcud resurslarımdan necə istifadə etmək lazımdır?

Dopaminin əsas funksiyası kimi mükafatlandırma modulunu deyil, enerji xərclərinin idarə edilməsinə vurğulamaqla müşahidələri barışmaq üçün başqa bir çox hallarda dopaminin davranışdakı rolunu anlamaq üçün mərkəz təşkilati metafora daxil ola bilər. Aşağıdakı bölmələrdə biz bu hipotezin əsas elementlərini dopaminin mövcud ideyaları və ədəbiyyatı kontekstində təfərrüatlı şəkildə təfərrüatı ilə izah edirik.

Qeyd etmək lazımdır ki, dopamin sistemi kompleks və çox yönlüdür. Ekstrasellüler dopamin konsentrasiyalarının və tonik və fasik dopamin hüceyrələrinin atəş nisbətlərindən başqa, "dopamin funksiyası" öz hədəflərindəki sərbəst modullaşdırma, sintez modulasiyası, vesikulyar qablaşdırma və asanlıqla buraxılan havuzlar, reseptorların ifrazatında dəyişikliklər və funksiyalar və dopamin taşıyıcısında dəyişikliklər ola bilər və geri çəkilmək. Ekspozisiya məqsədləri üçün zəruri bir sadələşdirmə olaraq, ədəbiyyatda qeyri-adi bir təcrübəni "yüksək" və "aşağı" dopamin funksiyasından danışacağıq. Bu qaranlıqlıqlar, dopamin sisteminin funksiyalarının daha nüanslı, çevik və mürəkkəb tənzimlənməsini təmin edə biləcəyi potensial mexanizmləri təmsil edir. Şəkildə 1dopamini yüksəkdən aşağıya (ortada göstərildiyi kimi) tək bir xətt kimi yox, eyni zamanda ikiölçülü məkanda təsvir edilə bilən daha mürəkkəb bir funksiya kimi qiymətləndirməyə imkan verən bu mürəkkəbliklərdir. Bununla yanaşı, bu mürəkkəbləri başa düşmək daha ətraflı məlumatı təşkil edən təfsirçi çərçivəyə əsaslanır. Burada biz bir ifadə edəcəyik skelet alternativ çərçivə və dopamin ilə əlaqəli olan hər şeyi assimilyasiya etməyə çalışmayın, potensial olaraq dopamin siqnalına daxil olan hər bir mexanizm, bir kağız üçün çətin bir problemdir.

Dopamin: Daxili və xarici dünyalar arasında vasitəçilik

Dopamin sistemi iki qıcıq aləmi arasındadır: xarici və daxili. Bir tərəfdən, dopamin orqanizmin ətraf mühitin stimullarına reaksiyasını modulyasiya edir. Dopamin və mükafatın gücləndirmə öyrənmə perspektivində (Montague və digərləri, 1996; Schultz və digərləri, 1997), dopamin stimul (dövlət) dəyərinin öyrənilməsi və tənqidlərin (hərəkətlərin) optimal olduğunu öyrənməyə vasitəçilik edir (Reynolds və al., 2001; Schultz, 2002; McClure və digərləri, 2003; Daw və Doya, 2006; Gün və Carelli, 2007; Day et al., 2010; Flagel və digərləri, 2010; Gan et al., 2010; Day et al., 2011). Təşəbbüskarlıq perspektivi dopaminin stimulyasiyanın yanlış davranış seçiminin dərəcəsini dəyişdirən ətraf mühitə təsir göstərən stimullaşdırıcı dəyərin ölçülməsini müdafiə edir (Phillips və digərləri, 2003; Berridge, 2004; Roitman və digərləri, 2004; Cagniard et al., 2006b; Day et al., 2006; Cheer və s., 2007). Hər iki vəziyyətdə də, mexanik cəhətdən çox fərqli olsa da, dopamin orqanizmin ətraf mühit stimullarına, xaricdəki dünyaya reaksiyasını modulyasiya edir.

Daha yeni bir iş, daxili orqanizmin ətrafı haqqında məlumatları izləyən və siqnal edən dopamin və homeostatik sistemlər arasında kompleks qarşılıqlı əlaqələri nümayiş etdirdi (Davis və al., 2010a; de Araujo et al., 2010; Figlewicz və Sipols, 2010; Opland və s., 2010; Vucetic və Reyes, 2010). Midbrain dopamin nöronları leptin, ghrelin, orexin və insulin də daxil olmaqla homeostatik mexanizmlərlə əlaqəli çoxsaylı dövriyyə işarələri üçün reseptorları ifadə edir (geniş baxış üçün, Figlewicz və Sipols, 2010). Homeostatik siqnalların birbaşa algılamasına əlavə olaraq, dopamin nüvələri homeostatik nəzarət mexanizmləri ilə əlaqəli müxtəlif substratlardan proqnozlar alır, o cümlədən hipotalamik proqnozlar (Opland və s., 2010). Bu girişlərin mükafat proseslərini modallaşdırdığı geniş şəkildə düşünülür. Məsələn, tez-tez rast gəlinən leptin dopamin aktivitesini azaldır ki, bu da öz növbəsində qida məhsulunun mükafat dəyərini azaldır və nəticədə iştahı davranışını azaldırMorton və ark., 2009; Davis və al., 2010a; Figlewicz və Sipols, 2010; Opland və s., 2010; Vucetic və Reyes, 2010). Bu homeostatik girişlərin dəqiq rolu mübahisəli olaraq qalır. Burada əsas nöqtə dopamin sisteminin orqanizmin daxili mühiti və homeostatik vəziyyəti ilə əlaqədar əhəmiyyətli məlumatlar əldə etməsi, orqanizmlərin daxili ehtiyacları və tələblərinə uyğun olaraq ətraf mühitin biliklərindən istifadə etmək vəziyyətinə gətirilməsi; yəni bu iki dünya, daxili və xarici, orqanizm və dünya arasındakı əlaqəni optimallaşdırmaq üçün davranışı modullaşdırmaq. Əlbəttə ki, bütün beynin daxili və xarici dünyalar arasında vasitəçilik etməyə başladığı, lakin dopamin sisteminin geniş və diffuz proqnozları, onunla birləşən müxtəlif girişlər və geniş bir sıra modulların davranışlar və proseslər motivasiyadan motorlu icraata qədər növlər arasında yüksək səviyyədə qorunub saxlanılsa da, əslində adaptasiya prosesində əsas, kritik rol oynaya bilər.

Dopamine: Bütövlükdə istəyi qoymaq

Dopamin daxili və xarici məlumatları ətraf mühit şəraitinə uyğunlaşdırmaq və orqanizmin ehtiyaclarını optimal şəkildə təmin etmək üçün birləşdirir. Çətin sual necə dopamin bunu əldə edirmi? Yəni əsas nədir efor Dopaminin davranışı uyğunlaşdıran mexanizm? Demək olar ki, hegemonik görünüş, dopaminin mükafat proseslərini modifikasiya etməsindən asılı olmayaraq, mükafat haqqında öyrənmə, təşviq ifadəsi və ya hər ikisinin birləşməsi və nəticədə motivasiyanı formalaşdırır: vasitəçilik və hədəfləri, Bunlar təqib edilir. Critically, modulyasiya yeri iştahanı: nə qədər mükafat onun təqibini artırır.

Çox az müzakirə olunmasına baxmayaraq, dopamin də fəaliyyət səviyyələrini modullaşdırır. Bu fəaliyyətin modulyasiyasına uyğun olaraq, Salamone və həmkarları uzun müddət dopaminin bir məqsədə doğru hər iki səy göstərə biləcəyini iddia edirlər (Salamone və digərləri, 1997, 2005, 2009a) və ümumiləşdirilmiş fəaliyyət səviyyəsi (Cousins ​​et al., 1993; Correa və digərləri, 2002), mövcud hipotezin mərkəzində olan müşahidələr.

Dopamin enerji ehtiyatları ilə davranışı barışdırmaq üçün enerji xərclərini tənzimləyir. yəni dopamin istəkləri dəyişdirməzsə, onu enerji büdcəsinə qoyur. Bu baxımdan, mükafat deyil, enerji mövcudluğu davranışın dopaminergik tənzimlənməsinə təsir edən əsas amildir. Aşağıdakı bölmələrdə dopaminin enerjiyə xərcləməsini tənzimləyən ilk efekt mexanizmlərini müzakirə edən dopaminin bu enerji idarəetmə hipotezini hazırlayacağıq. Dopamin sisteminin mükafat məlumatlarını istifadə edərək enerji dağılımını tənzimləyən mexanizmləri müzakirə. Hipotezin hazırlanmasından sonra, xüsusi olaraq obezitenin dopamin rolunun alternativ hesabına diqqət edəcəyik.

Axis I: Konservasiya-İstifadəsi

Aşağıdakı bölmələrdə biz konservasiya və xərclərin davamlılığı boyunca enerji xərclərinin modullaşdırılmasında dopamin rolunu ətraflı izah edəcəyik. Enerji xərclərini tənzimləyən, müəyyən məqsədlərə yönəldilmiş ümumi fəaliyyət və səyləri tənzimləyən inkişaf baxımından əsasən mükafatdan asılıdır və mövcud enerji resurslarından asılıdır. Ödül, tartışacağız, müəyyənləşdirilməsində fərqli bir rol oynayırıq paylanması və ya yerləşdirilməsi kəşfiyyat-istismar ekseni ilə təmsil olunan və "Axis II: Kəşf-istismar" bölməsində müzakirə olunan enerji xərclərinin.

Dopamin və Ümumi Tədbirlər: Xərcləyin və Saxla?

Elevated dopamin onilliklər ərzində artan fəaliyyətlə əlaqəli olmuşdur. Amfetamin, kokain və ya dopamin geri çevirmə inhibitorları kimi dopamin azadını artırıcı dərmanlar insanlar və kemiricilərdə ümumiləşdirilmiş fəaliyyəti artırır (Kelly, 1975; Mogenson et al., 1980; Beninger, 1983; Ahlenius et al., 1987; Carlsson, 1993; Xu və digərləri, 1994; Sedelis və digərləri, 2000; Correa və digərləri, 2002; David və ark., 2005; Viggiano, 2008; Charntikov et al., 2011). D1 agonistlərinin və ya antagonistlərinin idarə edilməsi müvafiq olaraq aktivliyi artırır və azaldır. D2 təsir edən dərmanlar inhibitor, dolayı yolda orta sünbül neyronları üzərində sinaptik olaraq hərəkət edir; Lakin, dopamin və glutamat terminalı və dopamin hüceyrə orqanlarında autoreseptorlar kimi pre-synaptically hərəkət edirlər. Nəticədə aşağı dozalarda, bir D2 agonisti, D2 agonistinin az dozası, yüksək dozada quinpirol artımının yüksək dozalarda, ehtimal ki, inhibitor, dolayı yolda aktivliyi azaldacaq postsynaptic DXNUMX reseptorlarının aktivləşdirilməsi vasitəsilə yüksək dozada dopamin salınması ilə azalacaqdırLomanowska et al., 2004). Gəmiricilərdə CNS depressantları (məsələn, morfin) olan istifadənin bəzi asılılıq dərmanları aktivliyi artırır, artan dopamin sərbəstliyindənKoek və digərləri, 2012). Dopaminin geri çəkilməsini mane olan dərmanlar aktivliyi artırır (Billes və Cowley, 2008; Young və digərləri, 2010) və DAT ifadəsi lokomotor fəaliyyəti ilə əlaqələndirir. Yüksək tonik dopamin ilə nəticələnən dopamin nəqlinin azaldılmış ifadəsi olan siçanlar hiperaktivdir (Cagniard və digərləri, 2006a).

Dopaminin ümumiləşdirilmiş fəaliyyəti modullaşdırdığına şübhə olmadığına baxmayaraq, bununla bağlı mexanizm zəif başa düşülür. Əslində "konseptualizasiya" və ya xasiyyət ilk növbədə nə olduğunu başa düşmək üçün heç bir ümumi çərçivə yoxdur (Quinkert və digərləri, 2011). Gəmiricilərdə ümumiləşdirilmiş fəaliyyət adətən açıq sahə, qaçış təkərləri və ya homecage fəaliyyət monitorları ilə ölçülür. Ümumi fəaliyyət səviyyəsini əks etdirən dərəcə müzakirə olunur (Dishman, 2008; Viggiano, 2008; Hesse və digərləri, 2010; Garland və digərləri, 2011). Məsələn, açıq sahə ümumi fəaliyyətin, kəşfiyyat davranışının və ya "həssaslığın" ölçüsü kimi baxıla bilər.Wagner, 2005; Brené və digərləri, 2007; Greenwood və digərləri, 2011), mükafat prosesləri ilə qarış ola bilər. Buna baxmayaraq, artan dopamin bütün üç tədbirdə aktivliyini artırır və əksinə, dopaminin azaldılması bütün üç tədbirdəAhlenius et al., 1987; Zhuang et al., 2001; Correa və digərləri, 2002; Leng et al., 2004; Beeler et al., 2006, 2009; Dishman, 2008; Kitanaka et al., 2012).

Məqsədli, mükafatla idarə olunan davranışdan fərqli olaraq "ümumiləşdirilmiş fəaliyyəti" ni nəzərdən keçirmək əvəzinə, alternativ bir perspektiv dopamin enerjinin mövcudluğunu bildirir və enerjiyə xərclənir. lever basaraq), açıq sahələrdə kəşf edilməyə və ya ev qəfəsində gündüz siçan kimi şeylər etməklə sadəcə olaraq hərəkət edir. On ildir ki, psixotraktiv istifadəçilər təsdiq edirlər: dopamin enerjidir. Beləliklə, dopaminin ümumiləşdirilmiş fəaliyyətə təsiri enerjinin xərclənməsinin tənzimlənməsində əsas effekt təşkil edir ki, bu fəaliyyətin necə yönəldiləcəyindən asılı olmayaraq davranış fəaliyyətində nə qədər enerji sərf olunur: mükafatından asılı olmayaraq.

Dopamin və Çətinmə: Məncə Nə qədər Mükəmməl edə bilərəm?

Ədəbiyyat, dopaminin məqsədlərə nail olma səylərini artırdığını sübut edən sübutlarla doludur, hər bir mükafat qazandıqdan sonra hər bir mükafatın həcmini artırdıqda mütərəqqi nisbət paradiqmalarında artan performans ilə canonically təsvir olunur (Hodos, 1961). Tarixi olaraq bir mövzunun mütərəqqi bir nisbət testi etdirdiyi səy gücləndirici effektin bir ölçüsü olaraq qiymətləndirilmişdir: yəni nə qədər çalışsam, mükafatın necə dəyərli və ya motivasiya etdiyinin bir ölçüsüdür (Madden və digərləri, 2007a,b). Bu, birinin ödəməyə hazır olduğu qiymətə görə bir şeyin dəyərini qiymətləndirmək üçün oxşardır.

Buna baxmayaraq, məhdudlaşdırma nöqteyi-nəzərindən xərc-fayda təsbitiniSalamone və digərləri, 2009a). Dopamin bu davamlı qərara töhfə versə də, rolu aydın deyil (Salamone və digərləri, 1997; Roesch və digərləri, 2007; Day et al., 2010, 2011; Ostlund və digərləri, 2010). Bir tərəfdən, təşviq potensialı nəzəriyyəsində iddia edilən kimi, dopamin mükafatla əlaqəli stimulların stimullaşdırıcı xüsusiyyətlərini artıra bilər, əsasən qəbul edilən xeyir (Berridge, 2007; Gan et al., 2010). Digər tərəfdən, Salamone və həmkarları dopaminin xərclərə qarşı həssaslığını azaldır və beləliklə, qiymət komponent (Salamone, 2011, Həmçinin bax Phillips və digərləri, 2007). Hər iki halda, nəticədə yüksəldilmiş kəsmə nöqtəsi kimi müşahidə edilən dəyişdirilmiş xərc-fayda təyinatından irəli gələn mükafatın təqibi artır. Konvensional mütərəqqi nisbətdə paradiqmada davranış nəticəsinin eyni olacağı kimi bu iki imkanı da ayırmaq çətindir: artan səy və cavab vermə. Lakin, yuxarıda nəzərdən keçirilmiş ev qəfəsi tədqiqatları bu iki alternativ arasında fərqlənə bilər. Artan dopamin mükafat həssaslığını artırırsa, daha çox "istək" və iştahlı motivasiya təşəbbüskarlığı artırırsa, daha çox istehlakçı yemək üçün daha çox istehlak və daha yaxşı seçim gözləyirik. Biz nə gözlədik. Bunun əvəzinə, biz oxşar istehlak, üstünlük və davranış seçimlərini müşahidə edirik, lakin daha çox enerji sərfinə yönəldici strategiyaların dəyişməsi. Ancaq DATkd siçanlarının olduğunu söyləmək yanlış olardı laqeyd xərclərə; onlar vahşi tipli siçanlar kimi artan xərclərə cavab olaraq istehlak və səylərini düzəldirlər. Üstəlik, ucuz qiymətli qolu parodiqrama keçirərkən, qolları edərsə yox keçid, DATkd siçanları ucuz kolu vahid tipli olaraq seçir. Əksinə, artan dopamin enerji istehlakı üçün daha çox enerji sərf etmək strategiyasını dəyişir.

Xərc və fayda arasındakı optimal ticarətin müəyyənləşdirilməsində, hər iki amil vəziyyətə bağlıdır. Bir tərəfdən, fayda ehtiyacdan asılıdır. Bir qidalanma pelleti daha çox qiymətli və ac bir siçan üçün sürünəndən daha çox motivasiya edəcəkdir. Məqsədli dövlətin mükafatlandırma və möhkəmləndirmənin təyin olunmasında oynadığı rolu psixologiya və nevrologiyada uzun bir tarixə malikdir (Berridge, 2004) və aktiv araşdırma sahəsini təmsil edir (Dayan və Balleine, 2002; Balleine, 2005; Fontanini və Katz, 2009; Haase et al., 2009). Bununla belə, daha az qiymətləndirilmişdir ki, xərclərin qiymətləndirilməsi də şərti ola bilər. Xüsusən, hər hansı bir xərclə bağlı xərclər mövcud resurslardan asılıdır. $ 12.00 hava limanı isti itinin dəyəri bir milyonçu CEO və yoxsul bir aspirant tərəfindən eyni qiymətləndirilmir. Gəmiricilərlə bənzər resurs ehtiyatları tətbiq oluna bilər. Məsələn, mükafat almaq üçün yalnız gecikmələr (məsələn, bir saat əməliyyat seansları kimi) mövcud olduqda gecikmə xərcləri daha əhəmiyyətli ola bilər. Eynilə, lever presləri ilə əlaqəli xərclər siçan üçün ümumi enerji mövcudluğundan asılı ola bilər. Dopamin xərc həssaslığını azaldırsa, iki şərh var. Birincisi, xərc həssaslığı fayda nisbətən azaldılır; xərc və mükafat müqayisə olunduqda, dopamin mükafatı (təşviq dəyərinin artmasına funksional olaraq bərabər) ödəmək üçün xərc amilini azaldır. İkincisi, dopamin xərc həssaslığını modullaşdırır Mövcud resurslara nisbətən. Enerji bol olsa, səy xərcləri endirilir.

Beləliklə, səylərin dopamin tənzimlənməsinin mükafat dəyərindən asılı olmadığını iddia edirik; yəni dopaminin səy üzərindəki təsiri, maliyyət və mükafat arasındakı qarşılıqlı mübadiləni tənzimləməyin dolayı nəticəsi deyil, mövcud enerji mənbələri ilə əlaqəli enerji xərclərinin birbaşa modulyasiyasını əks etdirir. Dopamin yuxarıda müzakirə edildiyi kimi ümumiyyətlə enerji xərclərini artırdığına görə, xüsusi fəaliyyətlərdə enerji xərclərini və ya məqsəd güdmə gücünü artırdığına görə, yenə də iddia edirik: mükafat dəyərindən asılı olmayaraqƏgər enerjiniz varsa, onu istifadə edin.

Axis II: Kəşf-İstismar

Aşağıdakı bölmələrdə biz mükafat dopaminin vasitəçiliyi ilə idarə olunan enerji idarəçiliyində mərkəzi funksiyaya xidmət etdiyini iddia edirik paylanma araşdırma-istismar ekseniyle təmsil etdiyimiz enerji xərcləri (Şəkil 1). Bu baxımdan, öyrənilmiş mükafat dəyərləri müxtəlif fəaliyyətlərin nisbi faydasını müəyyənləşdirir; Ancaq bu oxda qətiyyətlə tutulan şeydir dərəcə bu dəyərlər (və onların arasındakı fərq) həqiqətən yanlış davranış və davranış seçimi seçmək üçün. Fasik dopaminin öyrənilməsinə vasitəçilik etdiyini və mükafat dəyərlərini gündəmə gətirəcəyini iddia edən bu eksen gücləndirici öyrənmə və təşviq baxımından perspektivlərə inteqrasiya edirik. tonik Dopamin, təşviq baxımları olaraq, bu dəyərlərin davranış seçimi, öyrənilən dəyərlərin ifadəsini təsirini ölçər. Biz bu təşviq ölçüsünü rəsmi olaraq mükafatlandırma tədrisində əvvəlcədən mükafatın öyrənmə qərəzliliyinin seçim səviyyəsini tənzimləyən bir funksiya kimi yenidən tanıyırıq; yəni öyrənmə nə qədər istifadə edilir. Bu son funksiyanı tonik dopaminə təyin edirik və tənzimləyici olaraq qəbul edirik qənaət; yəni enerjinin xərclənməsinin tənzimlənməsini tənzimləyir.

Dopamin və Məqsəd Seçimi: Enerji xərclərində ağıllı seçimlər etmək

Birinin xərclərinin qənaətcil olması mövcud mənbələrdən asılıdır. Zəngin bir insanın minlərlə dollar pul qazanmasına ehtiyac yoxdur, kasıb bir adamın qəpik sayması lazımdır. Buna bənzər şəkildə enerjili bir mühitdə yaşayan heyvanlar, enerji qənaətindən narahat olmur, qıtlıq şəraitində yaşayanlar isə enerjini ağılla xərcləməlidirlər. Beləliklə, enerji idarəetməsi, yuxarıda müzakirə olunduğu kimi, yalnız enerji xərclərinin ümumi miqyasının müəyyənləşdirilməsini deyil, həm də onun müəyyən fəaliyyətlərə ayrılmasını da əhatə edir.

Enerji istifadəsi mümkün olduqda, enerji əsasən iki əsas səbəbə görə uyğunlaşdıqda enerji xərcləri faydalıdır. Birincisi, sağlamlıq və uzunömürlülüyə əhəmiyyətli dərəcədə qatqı vermək üçün sayısız tədqiqatlarda fiziki fəaliyyət göstərilmişdir (Holloszy et al., 1985; Samorajski et al., 1985; Paffenbarger və digərləri, 1986; Holloszy, 1988; Helmrich və digərləri, 1991; Greendale və digərləri, 1995; Booth et al., 2000; Alevizos et al., 2005; LaMonte et al., 2005; Warburton et al., 2006; Gaesser, 2007; Huffman və digərləri, 2008; Hawley və Holloszy, 2009; Mercken və digərləri, 2012). Qıtlıq şəraitində heyvanlar qida tapmaq üçün çox çalışmalı olur; lakin, bolluq şəraitində etmirlər. Bolluq şərtlərinə cavab olaraq enerji xərclərini artıran bir sistem, ən azı bir heyvanın bir yırtıcı yeməyində kök, yavaş bir ləkə olmasını əngəlləyərək fəaliyyət səviyyələrini və sağlamlığı qoruyacaqdı. Üstəlik, enerji mövcuddursa, kəşfiyyatdan bir heyvanın ətraf mühiti, gələcəkdə istismar edilə biləcək məlumatları daha dolğun öyrənməsinə imkan verən bir məlumat üstünlüyü var (Behrens et al., 2007). Beləliklə, enerji mövcud olduqda, xərcləmə və davranış kəşfiyyatını təşviq etməyin məntiqi var. Bunun əksinə olaraq, enerji az olduqda, heyvan öz enerjisini qorumalı və ətraf mühit haqqında biliklərindən maksimum dərəcədə istifadə etməlidir. Burada hazırlanan hipotezdə dopaminin mükafat proseslərindəki rolu, enerjinin spesifik fəaliyyətlərə və stimullara ayrılması üçün bir mexanizm olaraq meydana gəlir.

Enerji optimal şəkildə ayırmaq üçün iki əsas funksiya tələb olunur. Birincisi, orqanizm stimulyasiya və hərəkətlərin dəyərini ilk növbədə müəyyən etməlidir. İkincisi, orqanizm davranış seçimi edərkən bu dəyərlərin nə dərəcədə nəzərə alınması lazım olduğunu müəyyən etmək lazımdır: necə vacib və ya dəyərli olduğuna xərcləmə edilməlidir? Dopaminin və mükafatın iki şematik görünüşü, gücləndirici öyrənmə və təşviq tələbi fərziyyələri bu iki funksiyanı təmin edir. Aşağıdakı bölmələrdə biz həm funksiyaları, həm də araşdırma-ekspluatasiya ekseninə olan qatqısını nəzərdən keçiririk (Şəkil 1) TD öyrənmə modelləri baxımından.

Dopamin və Tənzimləmə Təlimi: Dəyər Mühasibatı

Təqdimatda qeyd edildiyi kimi, "mükafat" termini birmənalı ola bilər. Burada bir informasiya perspektivini qəbul edirik və mükafatı müsbət qiymətləndirilmiş nəticə məlumatı olaraq təyin edirik. Əldə ediləcək birincil sual, mükafat tarixini gələcək seçimlərə bağlamaqda dopamin rolunu oynayır. Gücləndirici öyrənmə perspektivləri dopaminin mükafatın cavabında corticostriatal plastisiteyi modulyasiya edir, yəni müsbət nəticə məlumatı, beləliklə öyrənməyə vasitəçilik edir haqqında xəbərdarlıq və qiymətli olan hərəkətlər. Motivasiya baxımları, xüsusilə həvəsləndirici bir ehtimal, dopaminin modulyasiya etdiyini göstərir ifadə əvvəllər öyrənilmiş dəyərlərdən (təşviq). Mövcud fərziyyə həm TD təlim çərçivəsi daxilindədir.

Temporal fərq modelləri dopamin və bazal ganglionlar kimi nöral substratların davranışla müşahidə olunan möhkəmləndirmənin öyrənilməsinə vasitəçilik etmək üçün uğurla tətbiq olunan gücləndirilmiş öyrənmə alqoritmlərinin bir sinifidir. Bu modellər çərçivəsində stimul və hərəkətlərə həmin stimul və ya hərəkətlərlə əlaqəli gözlənilən gələcək mükafatları daxil edən "dəyər" verilir. Vaxt keçdikcə və heyvanlar ardıcıl dövlətlər vasitəsilə (yəni stimul konfiqurasiyaları, hərəkətlər, mükafatlar) irəliləyərək vaxt keçdikcə irəliləyir, hər bir addımda əvvəlki proqnoz (t - 1), həqiqətən vaxtında qəbul edilənə nisbətən müqayisə edilir t gələcəkdə gözlənilən qalan mükafatların, yəni dəyər qiymətləndirməsini t. Bir uyğunsuzluq varsa, əvvəlcədən dəyərini bir proqnozlaşdırma səhvi adlandırırlar t - 1 tənzimlənir ki, bu vəziyyət yenə qarşılaşdıqda daha dəqiq olacaqdır. Heyvan vaxtında irəlilədikdə t + 1, eyni zamanda, bu dəfə proqnozlaşdırılan dəyərini düzəldəcəkdir t onu faktiki mükafatla müqayisə edərək t + 1 plus gələcək gözlənilən dəyəri t + 1 və s. TD adı, hər birinin "gələcək" mükafatın öz dəyərini proqnozlaşdıran dövlətlərin bütün ardıcıllığı bir anda bir addım olaraq düzəldildiyi üçün yaranır. Müxtəlif dövlət stimulları və hərəkətləri ilə əlaqəli olan bu dəyərlər kolleksiyası - gələcək mükafatın düzgün proqnozlaşdırılmasına imkan yaradır. Bir sözlə, heyvanın hər zaman olduğu kimi sınağa və səhv öyrənməyə kömək edən alqoritm, medias res, xüsusi stimulların və hərəkətlərin dəyərinin düzgün bir şəkildə qiymətləndirilməsi, təcrübə vasitəsilə vaxtilə tədricən yığılır.

Temporal fərq modelləri iki əsas funksiyaya malikdir. Birincisi, onlar öyrənirlər. Yuxarıda təsvir olunduğu kimi, öngörmə səhvlərinə əsaslanan bir yeniləmə qaydası istifadə edərək, xəbərdarlıq və hərəkətlərlə əlaqəli əvvəlcədən dəyərləri tənzimləyirlər. İkincisi, qərar qəbul edirlər. Yəni, dəyərlər dəstiniz olduqda, həmin dəyərlərin bir hərəkətin seçilməsində necə istifadə edilməsi üçün bir qayda var. Bu iki funksiya sırasıyla alfa, öyrənmə dərəcəsi və beta olaraq bilinən iki parametrə ilə əlaqələndirilir: "temperatur". Öyrənmə dərəcəsi, yeni məlumatların müəyyən dəyərləri dəyişdirdiyini müəyyən edir, həm də köhnədən yeni məlumatları ağırlaşdırır və "unutma pəncərəsi" yaratır. İstilik parametri, cari dəyər məlumatının (yəni mükafat tarixinin) hərəkət seçimini önə çəkdiyini, "araşdırma-istismar" parametri olaraq istinad edilir.

Əhəmiyyətli sübutlar burada nəzərdən keçirilməyəcək gücləndirici öyrənmə və kortikostriatal plastisitənin vasitəçiliyində dopaminin rolunu dəstəkləyir (Montague və digərləri, 1996; Schultz və digərləri, 1997; Reynolds və Wickens, 2002; Schultz, 2002, 2010; Cannon və Palmiter, 2003; Müdrik, 2004; Berridge, 2007; Goto et al., 2007; Redish və digərləri, 2007; Robbins və Roberts, 2007; Salamone, 2007; Schultz, 2007; Dayan və Niv, 2008; Kheirbek et al., 2008, 2009; Redgrave et al., 2008; Kurt-Nelson və Redish, 2009; Lovinger, 2010; Lüscher və Malenka, 2011). Bu öyrənmə funksiyası, əsasən, millisecond vaxtında fəaliyyət göstərən fasik dopamin aktivliyi ilə əlaqələndirilir və mükafatı birbaşa təmsil etməyə inanmır. Bunun əvəzinə yuxarıda təsvir edilən TD təlimindən çəkilən fasik dopaminin proqnozlaşdırma səhvlərini kodlaşdırdığına inanılır. Gözlənilməyən mükafat və ya gözlənilən mükafatın olmamasıSchultz və digərləri, 1997; Schultz, 2007; Flagel və digərləri, 2010; Brown və ark., 2011; Day et al., 2011), fasik dopamin kortikostriatal plastisitə təsirləri ilə sinaptik ağırlıqları dəyişdirərək stimul və hərəkətlərlə bağlı dəyərləri yeniləyir. Mövcud fərziyyə çərçivəsində biz bir mənada mühasibat funksiyası kimi dəyərini yeniləşdirməkdə fasik dopaminin bu funksiyasını qəbul edirik və görürük. Dopamin müəyyənləşdirilmir, yaradılan və ya özbaşına ölçülməz dəyər təşkil edir, amma funksional olaraq öyrənməni düzgün şəkildə əks etdirməyə dəyişdirmək üçün tədris siqnalı verir stimul və hərəkətlərlə əlaqəli dəyər. Sadəcə qoyun, bu funksiya dopaminin "dəyərini hüququ əldə etməyə" çalışır: hər hansı bir müvəffəqiyyətli büdcənin əsas xarakteristikası rəqəmləri doğru hesab edir. Yəni, gücləndirilmiş öyrənmədə dopaminin yüksək səviyyəli və mexanizasiyalı funksiyaları bir heyvanın ətraf mühitin öyrənilməsinə imkan verir qaydada mövcud enerjisini daha yaxşı ayırmaq və istifadə etmək.

Dopamin və Təşəbbüskarlıq: Enerji Büdcəsinin Ayrılması

Dopaminin təşviq baxımından əksinə olaraq, dopaminin miqyasını ölçür təsir davranış seçimində mükafatla əlaqəli stimullarCagniard et al., 2006b; Berridge, 2007). Yəni, dopamin stimulların davranışları ilə əlaqəli stimullaşdırma dəyərinin dərəcəsini modullaşdırır. Ümumiyyətlə, artan dopaminin artırılması təşviq və iştahlı davranış miqyası kimi qiymətləndirir; yəni daha çox "istəyən" səbəb olur. Bu fikir yuxarıda müzakirə olunduğu kimi artan məqsədli axtarış və səylərdə artan dopamin nəticələrini göstərən ədəbiyyatın onilliklərindən asılıdır. Əslində bu, artdıqca konseptual ola bilər istismar mükafat öyrənmə: mükafat dəyəri davranış seçimində daha böyük bir yanaşma nümayiş etdirir. Ancaq artan istismarda dopaminin artması nəticəsidirsə, dopaminin azaldılmasının daha böyük kəşfiyyata səbəb olacağını mantiqan olaraq gözləmək olar; yəni davranış olacaq az mükafat məlumatları ilə yanaşı. Lakin biliklərimizə görə, heç bir məlumat azalmış dopamin nəticəsində artan kəşfiyyatı göstərməmişdir. Bunun əvəzində azalmış dopaminin ardıcıl olaraq azalmış aktivlik və kəşfiyyat davranışı ilə əlaqələndirilmişdir. Yuxarıda təsvir olunan davranışçı rahatlıq ev qəfəsi işində yüksək dopaminin mükafat tarixi və seçimi arasındakı kuplajın azaldığını, kəşfiyyatartan dopaminin nəticəsi olaraq kəşfiyyat fəaliyyətinin artdığını göstərən on ildir açıq sahə tədqiqatları ilə uyğundur (məsələn, Zhuang et al., 2001). Mövcud fərziyyəyə uyğun olaraq, Humphries və həmkarları tərəfindən son hesablama işi (Humphries və ark., 2012tonik dopaminin kəşfiyyat və istismar arasındakı ticarəti dəyişə biləcəyini nümayiş etdirir. Onların modelində dopaminin bu ticarətdə təsirləri kompleks və konsentrasiya baxımından asılıdır, lakin yüksək dopaminin kəşfiyyat davranışına səbəb ola biləcəyini göstərir.

Dopaminin, mükafat dəyərinin davranış seçiminə təsir dərəcəsini ölçdüyünü dopaminin təşviq baxımından təfərrüatlı ehtimal baxımından, enerji xərclərinin dopaminergik idarə olunmasında kritik bir təsir mexanizmini tutduğunu təklif edirik. Kəşfiyyat və istismar arasında balansın dəyişdirilməsi ilə, dopamin enerji xərclərinin həcmini tənzimləyir. Bununla yanaşı, təşəbbüskar motivasiyanın nəzəriyyələrindən fərqli olaraq, dopaminin təxminən tərs istiqamətdə hərəkət etdiyini iddia edirlər: dopamine favors kəşfiyyat; yəni, azaldı mükafat dəyərinə görə davranış seçiminin həssas olmasına baxmayaraq Humphries et al. (Humphries və ark., 2012) göstərir ki, bu funksiyanı dopaminin dəqiq işləməsi mürəkkəb olacaqdır. Bu baxımdan inkişaf etmiş dopamin funksiyası ilə müşahidə edilən mükafat təqibində artan səy, inkişaf etmiş mükafat dəyərinin nəticəsi olaraq deyil, bir dopaminerjik siqnalın nəticəsi olaraq ortaya çıxır. xərcləyin enerji və hədəflər arxasında az nəzakətli olmalıdır.

Baxmayaraq ki, gücləndirici öyrənmədə (fasik) dopaminin rolu sayəsində dəyər haqqında öyrənməyə kömək edir, şəkildəki vertikal axınların diapazonu 1 dəyəri təmsil etmir per sedaha az dəyərdən, lakin müəyyən dəyərlər dərəcəsi təəssüb və ya birbaşa təsir göstərən seçicilərdən (istismardan) minimal təsirə (tədqiq etməyə) qədər davamlı dəyişikliklər təşkil edirlər. Bu daha çox istismar enerji istifadəsi üçün sərf olunan mükafatın maksimuma çatdırdığı bir istismar oxu kimi qəbul edilə bilər və istifadənin azaldılması kəşfiyyatı və daha çox enerji sərfiyyatını asanlaşdırır.

Öyrənilən dəyərlərin birbaşa davranış seçimlərini necə və nə dərəcədə bir çox amillərdən, ən açıq şəkildə orqanizmin motivasiya vəziyyətindən, orqanizmin daxili mühitini nəzərə alaraq "təşviq-cəlbedicilik" dəki "zəriflikdən" asılıdır. The xarici ətraf mühitin nəzərə alınması, xüsusilə də mükafatın mövcudluğu, xüsusən də enerji olmalıdır. Yuxarıda müzakirə edildiyi kimi, ətraf mühitin zənginliyi heyvanın enerji xərcləri ilə nə qədər vacib olduğunu və əvvəlcədən öyrənmənin maksimal dərəcədə istifadəsi üçün nə qədər lazım olduğunu müəyyən edir. Niv et al. (2007) tonik dopaminin zamanla orta mükafatı kodladığını, nisbi bolluq və ya bir mühitdə davranış gücünə görə mükafatın çatışmazlığını birləşdirən formalaşma olduğunu bildirmişdir. Niv tərəfindən təklif edilən modeldə, ali orta mükafat fürsət xərclərini azaltmaq üçün daha çox davranış gücünə səbəb olur; yəni daha çox zəngin olan ətraf mühit, daha çox fəaliyyətsizliklə itirildikdə, rəngli şəkildə "səs-küy xərcləri" kimi təsvir edilir. Xüsusilə enerji mövcudluğuna diqqət yetirsək, biz bu fikirləri bölüşürük ki, tonik dopamin ətraf mühitin bolluğunu və ya çatışmazlığını göstərir əlavə vaxt. Bununla birlikdə, mövcud görünüşdə, fürsət xərclərini azaltmaq üçün daha çox istismar yaratmaq kimi dopamine bağlı artan gücün görüntülenmesinden ziyade, artan dopaminin enerji sərvətini əks etdirdiyini və daha çox enerji xərcini artırdığını, az istismar; kəşfiyyata üstünlük verən (amma hərəkətsizliyi) daha az enerji tutumlu davranışdır.

Nəhayət, öyrənilmiş dəyərlər hədəf yönəldilmiş və ya bir vərdiş sisteminin bir hissəsi ola bilərDaw et al., 2005; Balleine və digərləri, 2007), tez-tez dorsomedial və dorsolateral striatum ilə əlaqəliYin və Knowlton, 2006; Balleine və O'Doherty, 2010). TD modellərində ikincisi stimulların və hərəkətlərin dəyərinin anlaşılmaz olduğu bir "cache" və ya "modelsiz" sistem kimi çəkilir; yəni bu dəyərlərin necə alındığını araşdırmaq mümkün deyil. Əksinə, məqsədə yönəldilmiş davranışlar, "ağac" dövlətlərin və onların əlaqəli dəyərinin açıq şəkildə təmsil edildiyi "modelləşdirilmiş" sistemlərlə əlaqələndirilir ki, heyvan hər hansı bir yarpaqdan dəyərin necə alındığını və qiymətləndirilməsini təyin etmək üçün qəsdən ağacın axtarışı edə bilər bu dəyərlər cari motivasion dövlətlərə qarşı. Əksinə, vərdiş və ya önbellek sistemi motivasion dövlətə laqeyd qalır, lakin əhəmiyyətli dərəcədə yeni öyrənməyə həssas deyildir (Balleine və O'Doherty, 2010). Öncəki səbəb, cari hədəflər baxımından önlənə bilən dəyərin "araşdırılmaması" səbəbiylə, davranışının güncəllənməsinə səbəb olan önbelleğe alınan dəyərə qədər motivasiya olmadıqda belə xəbərdarlıq təqdimatına cavab olaraq, önbellekli dəyərlərə əsaslanan adət davranışları yayılacaq. TD modellərində temperatur parametrləri bu dəyərlərin mənbəyinə baxmayaraq, qiymətli davranışın davranış dərəcəsini, yəni bir önbellek, modelsiz və ya model bazlı sistemin bir hissəsi olub olmadığını düzəldir. Sual, burada təklif olunan kəşf-istifadənin dopamin tənzimləməsinin, həm vərdiş, həm də hədəf sisteminə bərabər tətbiq ediləcəyinə dair sual yaranır, biz cavab verə bilməyəcəyimiz bir sual. Dopaminin azaldılması, istifadənin, qənaətin və qorunmanın yaranmasına gətirib çıxara biləcəyi təqdirdə, əvvəlki öyrənmə prosesinin artırılması davranış, mükafat / enerji yoxsul mühit və hipodopaminergiya üzərində qurulmuş öyrənmə və dəyərlərin davranışa təsirini artıraraq, vərdiş əsasında tətbiq edilən nəzarətin artmasına səbəb ola bilər sistemlər, baxmayaraq ki, bu, daha dəqiq araşdırma tələb edir.

Dopamin və Enerji xərclərinin kəsilməsi: GO və NOGO yollarını yenidən nəzərdən keçirin

Dopaminin həm mükafat, həm də motor nəzarətindəki rolu ilə geniş əlaqəli olan dopaminin əsas hədəfi striatumdur (Albin və al., 1989, 1995; Alexander və digərləri, 1990; Mink, 1996; Everitt və Robbins, 2005; Cagniard et al., 2006b; Balleine və digərləri, 2007; Nicola, 2007; DeLong və Wichmann, 2009; Müdrik, 2009; Xəbər və Knutson, 2010; Humphries və Prescott, 2010; Sesack və Grace, 2010). Striatum kortikal girişlər üçün əsas giriş nöqtəsidir (Bolam və s., 2000), nəticədə korteksə qayıdan bazal ganglion vasitəsilə işlənilir, bu da tanınmış re-contrant kortikostriatal looplarınıAlexander və digərləri, 1990; Alexander və Crutcher, 1990; İskəndər, 1994; Middleton və Strick, 2000; Xəbər, 2003; Lehéricy et al., 2005). Kortikostriatik işlənmə kortikostriatal effektivliyini asanlaşdıran və inhibe edən birbaşa və dolayı yolla (paralel yolun istisna olmaqla) iki paralel yolla (Albin və al., 1995; Mink, 1996), bəzən GO və NOGO yolları (Cohen və Frank, 2009). GO yolunda əsasən D1, NOGO isə D2 (Surmeier və digərləri, 2007) belə ki, dopamin aktivliyindəki artım asanlaşdırıcı GO yolundakı aktivliyi artırır və inhibitor NOGO yolundakı aktivliyi azaldır. Əksinə, azalmış dopamin daha az GO aktivliyi və artan NOGO aktivliyi ilə nəticələnir, bu Parkinson xəstəliyində klassik motor yavaşlama modelləri üçün əsas fikirdir (Albin və al., 1989; Mink, 1996). Bu ikili yolun arxitekturasının klassik funksional izahı "mərkəzləşdirilmiş seçimdir", GO yolunun seçilmiş bir hərəkət hərəkətini izah edən və asanlaşdırdığı fikri isə NOGO yolunun rəqib hərəkətləri və kənar səs-küyləri maneə törədəcək və beləliklə hərəkətlərinMink, 1996).

Bununla bərabər, eyni mimariya enerji xərclərinin tənzimlənməsi üçün effektiv mexanizm kimi qəbul edilə bilər. GO və NOGO yolları arasındakı balansı dəyişərək, dopamin həm kortikostriatal sistemin ümumi ötürülməsini tənzimləyir, həm də onun selektivliyiniBeeler, 2011). Xüsusilə, artan dopamin GO yolunu yaxşılaşdırır və NOGO yolunu azaldır. Bu, daha çox ümumi kortikostriatal effektivliyə və GO yoluna kortikostriatal girişdə təmsil olunan potensial hərəkətlərə daha çox kəşfiyyat gətirib çıxarır ki, bu da hərəkətlərin seçilməsində məhdudiyyətlərin azaldılmasına mane olur. Əksinə, dopamin azaldıqda, GO yolundan seçilmiş hərəkətlər NOGO yolunun inhibitor təsirini aradan qaldırmaq üçün kifayət qədər güclü olmalıdır, çünki ümumi az kortikostriatal effektivliyi və daha çox istismarı ilə nəticələnən daha çox inhibitor NOKA fəaliyyətidir (təhsil baxımından bu, bax Frank və digərləri, 2009). Bu, yüksək dopaminin necə olacağını başa düşmək üçün əsas verir artırmaq həm də fəaliyyət azaltmaq bu fəaliyyətin seçiciliği, yəni enerji xərclərini və kəşfiyyatını artırmaqdır. Əksinə, azaldılmış dopamin ümumi aktivliyi azaldacaq, seçicilik səviyyəsini yüksəldir, nəticədə enerji sərfiyyatı azalır və artacaqdır istismar (Şəkil 2). Kortikostriatal effektivliyin modullaşdırılmasında dopaminin rolu (ları) haqqında daha ətraflı mübahisələr başqa yerdəBeeler, 2011). Daha sonra, bu ikili yol quruluşu, bir tərəfdən, ümumi təsəvvürün ümumi fəaliyyətini tənzimləyən (konservasiya), digər tərəfdən mükafatla bağlı əvvəlcədən öyrənmə səviyyəsini tənzimləyən iki baltalar boyunca enerji xərclərini tənzimləmək üçün potensial əsas yaradır istismar olunur, araşdırma-istismar axınları.

 

Şəkil 2. Enerji xərclərinin tənzimlənməsində kortikostriatal effektivliyin birbaşa və dolayı yolun modulyasiyasının rolu. Striatum əsasən D1 və D2 dopamin reseptorlarını ifadə edən iki yoldan, birbaşa, nigrostriatal ("GO") və dolayı, striatopallidal ("NOGO") vasitəsilə bazal gangiya vasitəsilə kortikostriatal-talamokortik looplar vasitəsilə kortikal işlənməni modullaşdırır. GO yolunda D1-ə təsir göstərən DPNUMX, DPNUMX-in dopamin aktivləşdirməsi NOGO yolunu (mavi tonlanmış qutuları) inhibe edərkən, dopamin effektivliyi artıraraq kortikostriatal effektivliyini azaldır və dolayısı ilə dolayı yolun təsirini azaldır. Bunun əvəzində, dopamin azalması D2 vasitəsi ilə GO yolunun disinhibasiyasını azaldır və NCO yolunun D1 mediated inhibisyonu, həm də kortikostriatal ötürülməni məhdudlaşdırmaq üçün xidmət edir. Bu dopamin effektləri GO yolları üçün yaşıl oklarla təmsil olunur və kortikostriatal effektivliyin asanlaşdırılmasını və kortikostriatal ötürülmənin qadağan olunmasını göstərən NOGO yolunun qırmızı dayama oxlarını göstərir. Dopaminin enerjinin xərclənməsi və paylanması ilə bağlı artan və azaldılmasının nəticələri aşağıda iki eksen ilə (konservasiya-istismar və araşdırma-istismar) enerji məhdudlaşdırıcı bir yerləşdirmə miqyasında (mükafat məlumatlarının istismarına yönəldilmiş sərmayə xərcləri) geniş enerjiyə sərf olunan xərclər (məhdud enerji istifadəsinin mavi və geniş enerjidən istifadəsi ilə qırmızı rənglə təmsil olunduğu) davranış fəaliyyətlərinə, yəni kəşfiyyata sərbəst şəkildə paylanan yüksək xərclər.

Dopamin və onun müxtəlif hədəfləri: Orkestrasiya və ya təkamül Bric-a-Brac?

Əvvəlki bölmədə, biz striatumda dopamin hərəkətlərinə diqqət yetiririk, güclü öyrənmə üçün əsas substrat kimi geniş şəkildə düşünülür və həm motivasiya, həm də motor nəzarətində iştirak edirlər. Dopamin, məsələn, prefrontal korteksə əhəmiyyətli proqnozları olan, beyində geniş şəkildə layihələndirir. Üstəlik, geniş tədqiq edilən nigrostriatal və mesoaccumbens yollarından, dorsal və ventral striatuma proqnozlaşdırılan və motorlu nəzarət və vərdiş və motivasiya ilə əlaqəli olanlar xaricində, hipotalamusla əlaqəli olanlar da daxil olmaqla, daha az öyrənilmiş dopamin çekirdekləri var potensial fərqli yollarla enerji idarəçiliyinə kömək edə bilər (və ya ola bilməz). Dopaminin və enerji idarəetmə hipotezinin inkişafı müxtəlif hədəflərdəki dopaminin modullaşdırılmasının koordinasiya olunmuş enerji idarəçiliyinə necə təsir edə biləcəyini soruşur. Bu nöqtədə biz bu suala əsaslı olaraq fərz etmirik.

Bununla birlikdə, bu sual üzərində düşünmək, həqiqətən dopaminin bəzi üstün "funksiyası" varmı, sualına səbəb olur? Yoxsa dopamin müxtəlif, əlaqəsiz funksiyalar qazandı ki, dopaminin “the” funksiyasını tapmaq fikri axmaqın tapşırığını təmsil etsin: bəlkə də bu gün müşahidə etdiyimiz dopamin funksiyaları yamaq, təkamül bric-a-brac, fürsətçi uyğunlaşmaların fürsətçi toplusu kimi inkişaf etmişdir . Ədəbiyyatdan çoxunun orada inandığı mənasını alır is Dopaminin ümumi, böyük funksiyası - ən çox, bəzən və ya başqa bir şəkildə "mükafat" işlənmə. Bir nörotransmitterin funksiyası təkamül nəzəriyyəsini işləyib hazırlayır və transformasiya edəcəyini düşünmək əsassız görünmür, bu hazırlıqlar bir mövzuda dəyişikliklər kimi ortaya çıxır, artıq adaptiv uyğunluq qazanmış bir funksiyanı daha da inkişaf etdirir. Belə bir anlayış nəticədə yalançılığını sübut etsə də, görünən fərqli və qeyri-əlaqəli funksiyalar arasında "ümumi bir mövzu" axtaran belə olsa da, bu görünən fərqli funksiyaların davranış uyğunlaşmasına kömək etmək üçün daha dərin bir fikir təmin edə bilər. "Ödüllendirici mükafat", geniş və qeyri-müəyyən olduğu kimi, ədəbiyyatın çox hissəsində bu ümumi məxrəc kimi işləyir və zəngin nəticələr verir. Burada alternativ, ümumi funksiya, enerji idarəçiliyi təklif edirik.

Müxtəlif neytral substratlarda dopamin hərəkətlərinin enerji idarəçiliyinə necə təsir göstərə biləcəyi sualına geri qayıtdıqdan sonra, məsələni hipotezimizin perspektivindən təkrarlaya bilərik. Enerji menecmenti reproduksiya, böyümə və stresə cavab vermək kimi əsas bioloji prosesi təşkil edir və tələb edir əlaqələndirilmişdir Xarici şərtlərə cavab olaraq bir çox substrat arasında fəaliyyət, xarici dünyadakı bir hadisəni mükafatlandıracaq şəkildə, bəlkə də vermir. Birdən çox substratın tək bir hədəfə və ya məqsədə doğru bu koordinasiyalı orkestri, reproduktiv və ya stres hormonları kimi hormonlar üçün xarakterikdir. Dopaminin diffuz proqnozlarını və birdən çox hədəf üzərində hərəkətlərini nəzərə alaraq, dopaminin, orqanizmin özünü tapdığı hakim enerji mühitinə optimal şəkildə uyğunlaşdırılmış çoxsaylı sinir substratlarını və orkestrat davranışlarını koordinasiya etmək üçün hormona bənzər bir funksiyanı inkişaf etdirdiyi düşüncəsini əyləndirmək cazibədardır. Açıqca geniş və spekulyativ olsa da (bax) Ugrumov et al., 2012), dorsal və ya ventral striatumda, ya da hipotalamusun üstünə olan prefrontal korteksdə dopaminin modulyasiyasını bir məqsədə qarşı müxtəlif funksiyaları olan müxtəlif neyron substratların koordinasiyasını təmsil edə bilər, bu da enerji davranışını orqanizmin yaşaması üçün çalışması lazım olan mühit.

Dopamin və Obezite: Alternativ Perspektiv

Son illərdə dopaminin piylənmədə rolu ilə bağlı diqqət mərkəzində olmuşdur və bir neçə yüksək səviyyəli sənədlərlə qida bağımlılığına üstünlük verənVolkow və Wise, 2005; Trinko və digərləri, 2007; Avena və digərləri, 2008; Corwin və Grigson, 2009; Dagher, 2009; Davis və Carter, 2009; Ifland və digərləri, 2009; Pelçat, 2009; Johnson və Kenny, 2010; Volkow və digərləri, 2010). Bu nəzəriyyələr, mükafat proseslərinin vasitəçiliyində dopaminin rolu üzərində dayanır və yüksək dadlı qidaların hazır olduğu müasir qərb mədəniyyətlərində bu dadlı qidalar sui-istifadəyə bənzər şəkildə hərəkət edir və nəzarəti itirməyə gətirib çıxaran "istəkli" olur istehlakdan çox, bir addict kimi, kalorili suqəbuledici qarşısını almaq üçün fərdi niyyətlərə baxmayaraqBerridge və digərləri, 2010; Berthoud et al., 2011). Bunun üzərinə iki qarşı qarşıya qoyulur (Davis və digərləri, 2007; Davis və Carter, 2009). Birincisi, artırılmış Doymuş yeməklərlə əlaqəli dopaminerji funksiyası, normal homeostatik nəzarətdən imtina edən motivasiyaya səbəb olurFinlayson və digərləri, 2007; Zheng et al., 2009; Avena və Bocarsly, 2011). Əslində biz həqiqətən dadlı qida qarşısında nəzarətini itiririk, dopaminin davamlı olaraq aktivləşməsi ilə vasitə olduğuna inanıram. Əksinə, "mükafat çatışmazlığı" hipotezi təklif edilmişdir kəsir dopamin funksiyasında azalmış mükafat sinyalleri nəticəsində, şəxs və ya heyvan "mükafatın boşluğunu doldurmaq" kimi çalışırWang et al., 2004; Geiger et al., 2009; Kenny, 2010).

Mövcud hipotezdə biz artan dopaminin daha çox enerji sərfiyyatını və kəşfiyyatını, yəni, az davranış seçiminin mükafatla uyğunlaşması, az enerji qənaət etməsi və şişmanlıqdan qorunması, psixostimulyatorların kilo itkisinə səbəb olmağının tanınmış təsirlərinəVanina et al., 2002; Leddy və digərləri, 2004). Əksinə, dopaminin azalması enerjinin qorunması və istismarını, yəni mükafatla davranışların daha çox uyğunlaşmasını təmin edir. Bu vəziyyətdə, enerji istehlakı və saxlama üstünlük və kilo qazanmasına səbəb olur. Psikostimulyantlardan fərqli olaraq, dopamin (əsasən D2) antaqonize edən anti-psixotika, onilliklər ərzində çəki artımı ilə bağlıdırAllison və Casey, 2001; Vanina et al., 2002), baxmayaraq ki, dəqiq mexanizmlər qeyri-müəyyəndir.

Leptin, İnsülin və Dopamin: Xərcləri və Xərcləri Uzlaşma

Şişmanlıqda azalmış dopamin funksiyasının, xüsusilə də D2 reseptorlarının ifadəsinin azaldılması müşahidələri mükafat çatışmazlığı hipoteziniBlum və s., 2000, 2011daha çox istehlakın azalmış mükafatlandırma siqnalını kompensasiya etmək cəhdi ilə idarə olunur. Burada təklif olunan hipotezdə biz bu məlumatları yenidən şərh edəcəyik. Dopamin funksiyası azaldıqda bu, enerji qənaətinə və mükafat məlumatının istismarına kömək edir: yəni "mümkün qədər az istehlak edin və hərəkət edin", obeziteye dair açıq bir resept.

Motivasiya fərqi: "istəyən" ehtiyac duyur

Şəffaf işlərin onilliklərindən sonra enerji təchizatı, xüsusilə insulin və leptin siqnal edən sirkulyasiya edən hormonlar, mərkəzi sinir sistemindəki tədbirlər nəticəsində istehlak və bədən çəkisinin tənzimlənməsinə kömək edir. Figlewicz və Sipols, 2010 əla baxış üçün. NPY, POMC, α-MSH və AgRP daxil olmaqla, qidalanma tənzimlənməsində iştirak edən hipotalamusun bir çox hədəfində homeostatik enerji tarazlığı, leptin və insulin hərəkatının vasitəçiliyində roluna uyğun olaraqFiglewicz və Sipols, 2010). Bu müşahidələr enerji kəsirinin və ya çoxunun istehlakı təşviq edən və ya maneə törətdiyi motivasiyanı azaltma nəzəriyyələri ilə uyğun gəlir.

Son illərdə obezitenin dramatik artımı (Ford və Mokdad, 2008), ancaq bu homeostatik mexanizmlər niyə baş verə bilmədi? Güclü vəziyyətdən çox deyil, stimullarla əlaqəli mükafat dəyərindən yaranan təşviq motivasiya motivasiyasına vasitəçilik edən midbrain dopamin sistemlərinin bu homeostatik çatışmazlığa qeyri-homeostatik və ya hedonik qidalanma təşviq etməklə vasitəçilik edir (Saper və ark., 2002; Zheng və Berthoud, 2007; Lutter və Nestler, 2009; Zheng et al., 2009; Berthoud et al., 2011). Bir çox sübutlar göstərir ki, həm leptin, həm də insulin midbrain dopamin funksiyasınıKrügel və digərləri, 2003; Fulton və ark., 2006; Hommel və digərləri, 2006; Roseberry və digərləri, 2007; Leinninger və digərləri, 2009) və ərzaq təqibini və istehlakınıSipols et al., 2000; Figlewicz və digərləri, 2001, 2004, 2008, 2006; Hommel və digərləri, 2006; Morton və ark., 2009; Davis və al., 2010b).

Həqiqi mənada, məlumatların çoxu insulin və leptinin dopamin funksiyasını azaldıb, öz növbəsində, stimullaşdırıcı təqib və ərzaq istehlakının azaldılmasını nəzərdə tutur. Əslində, leptin və insulin, kifayət qədər enerjiyə işarə edərək, qida ilə bağlı mükafatı azaldan funksional doyma siqnalını təmsil edirMorton və ark., 2009; Davis və al., 2010b; Figlewicz və Sipols, 2010; Opland və s., 2010; Vucetic və Reyes, 2010). Bunun əvəzində, enerji aşağı olduqda, leptin və insulinin azalması, dopamini dezinhibə etmə və gücləndirilmiş təşviq / mükafatlandırılmış yemək axtarışını təşviq etmək. Bu ümumi fikir leptin və insulinin artırılması, mükafatlandırılmış davranışı azaldığını göstərən məlumatlarla uyğun gəlir (Carr və digərləri, 2000; Fulton və ark., 2000; Sipols et al., 2000; Figlewicz və digərləri, 2004, 2006, 2007; Hommel və digərləri, 2006; Farooqi və digərləri, 2007; Rosenbaum və digərləri, 2008; Morton və ark., 2009) və əksinə, azaldılmış leptin / insulinin (Havel, 2000), mükafatlandırılmış davranışı artırır (Carroll və Meisch, 1980; Carr, 2007, 2011; Davis və al., 2010a). Qısası, dopamin funksiyasını tənzimləyən yuxarı və aşağı, leptin və insulin qida ilə bağlı təşviqləri modullaşdırır və ümumiyyətlə həssaslığı mükəmməlləşdirir (Morton və ark., 2006; Davis və al., 2010a). Bu leptin və dopamin hesabı intuitiv olsa da, hekayə yenə də daha mürəkkəb ola bilər (Palmiter, 2007).

Piylənmə kontekstində leptin / insulin, dopamin və mükafat davranışı arasındakı əlaqə paradoksaldır və yuxarıda göstərilən fikrə uyğun gəlmir. Birincisi, artan kalori miqdarı və piylənmə ilə mütənasib leptin / insulin siqnalında gözlənilən artımdan çox, piylənmə leptin / insulinə həssaslığın azalması ilə əlaqələndirilmişdir (Arase və digərləri, 1988; Lin və digərləri, 2001; Wang et al., 2001b; Myers, 2004; Figlewicz və digərləri, 2006; Enriori və digərləri, 2007; Davis və al., 2010a; Figlewicz və Sipols, 2010; Koek və digərləri, 2012). İkincisi, bu leptin / insulin həssaslığının azalması, qidalanma məhdudiyyətində azalmış leptin / insulin siqnallarına oxşar dopamin funksiyasının artmasına səbəb ola biləcəyini gözlədiyimiz halda, əksər tədqiqatlar hesabat azaldı Obezitede dopamin funksiyası (Di Xiara və digərləri, 1998; Wang et al., 2001a; Davis və digərləri, 2008; Geiger et al., 2008, 2009; Li və digərləri, 2009; Vucetic və Reyes, 2010). Nəhayət, yuxarıda göstərilən dəlillərdən göründüyü kimi azalmış dopaminerjik funksiyanın istehlakın azalmasına səbəb olacağını gözləmək olar. Bunun əvəzinə azalmış dopamin və hiperfagiya birlikdə meydana gəlir. Obezitədə leptin / insulin -> dopamin -> mükafat zənciri hər addımda ters çevrilir.

İlk iki inversiya kəskin və xroniki pozitiv enerji balansı arasında kritik bir fərq qoyur. Leptin / insulinin həssaslığının azaldılması nəticəsi olaraq ortaya çıxır xroniki pozitiv enerji tarazlığı, obezite və metabolik bozukluklara gətirib çıxarır və patoloji adaptasiyanı təmsil edir. Leptin / insulinə qarşı həssaslığa baxmayaraq, piylənmə ilə bağlı dopamin funksiyasının paradoksal azaldılması, ehtimal ki, adətə olan obeziteyi bənzəyən nəzəriyyələrdə tez-tez təklif olunan (patoloji) uyğunlaşmaVolkow və Wise, 2005; Trinko və digərləri, 2007; Avena və digərləri, 2009; Lutter və Nestler, 2009; Avena və Bocarsly, 2011). Bu, istintaqı çətinləşdirir, çünki enerji istifadəsi, leptin / insulin və dopamin arasındakı hər bir müşahidə üçün "bu müşahidə normal funksiyanı və ya patoloji adaptasiyanı əks etdirirmi?" Sualını verməlidir. Bu vəziyyət normal olaraq qeyri- Patoloji şərtlərdən və əksinə, aşağıda göstərilən bir məsələ (qəfəslə bağlı şişmanlıq bölməsi) funksiyası.

Üçüncü inversiya - piylənmə ilə bağlı dopamin funksiyasının azaldıldığı istehlakı maneə törətməməyi deyil, dopaminin təşviq dəyərini artırdığına dair səthi fikirlərə ziddir. Bununla belə, istehlakı idarə edən nevral substratların mürəkkəbliyini əks etdirə bilər. Xüsusilə, azalmış təşviq motivasiyası və hiperfagiya bir yerdə ola bilər. Davis et al. (Davis və al., 2010b) bu yaxınlarda leptinin dopamini iki mexanizm vasitəsi ilə modulyasiya etdiyini göstərən məlumatlar verir: orta beyin dopamin hüceyrələrindəki leptin reseptorları və dolayı yolla dopamin hüceyrə fəaliyyətini modulyasiya etmək üçün lateral hipotalamusdakı neyronu ifadə edən leptin vasitəsilə birbaşa siqnal. Leptinin LH-dəki hərəkətlərinin homeostatik motivasiyanı, orta beyin dopaminindəki hərəkətləri isə zəhmətkeş reaksiyanı tənzimləməsini təklif edirlər. Bu iki mexanizm normal olaraq uyğun şəkildə işləsə də, qida üçün istehlak və işləmək istəyi ilə əlaqəli olmayacaq şəkildə parçalana bilər (məsələn, Greenwood və digərləri, 1974; Salamone və digərləri, 1991; Baldo və digərləri, 2002; Davis və al., 2010b; Rasmussen və digərləri, 2010). Qeyri-homeostatik qidalanma, ərzaq almaq üçün səy göstərsə, "istək" - ehtiyacın olmaması (Berridge və digərləri, 2010), leptin / insulin / dopaminin şişmanlığa patoloji uyğunlaşması əksini əks etdirə bilər: "istəksiz" ehtiyac olmadan səy sərf etmədən yemək yemək ehtiyacı.

Dopamin və enerji homeostazı: bir xərc mərkəzli perspektiv

Yuxarıda təsvir olunan bu iş demək olar ki, istehlaka, enerji balansının alınmasına yönəlmişdir. Leptin, az sistematik şəkildə tədqiq edilmiş olsa da, enerji xərclərinin tənzimlənməsində rol oynayır (Pelleymounter et al., 1995; Williams et al., 2001; Elmquist et al., 2005; Ludwig və digərləri, 2005; van de Wall və digərləri, 2008; Leinninger və digərləri, 2011; Ribeiro və digərləri, 2011). Bununla birlikdə, dopaminin fəaliyyətin tənzimlənməsindəki tanınmış roluna baxmayaraq, leptin, insulin və dopamin arasındakı qarşılıqlı təsirlərin aktivliyi və enerji xərclərini necə tənzimlədiyi barədə çox az şey bilinir. Enerji xərcləri baxımından, leptin / insulinin, enerji mövcudluğuna işarə edərək, enerji xərclərini artıracağını və aktivliyi artıracağını gözləmək olar (Ribeiro və digərləri, 2011) - "əgər varsa, istifadə edin" - leptinin dopamin funksiyasının azaldığını müşahidələrlə ziddiyyət təşkil edir. Lakin, son iş (Leinninger və digərləri, 2009; Opland və s., 2010) leptinlə dopamin arasındakı əlaqələr sadə və tək yönlü olmaya bilər. Leinninger və həmkarları LH üzərində fəaliyyət göstərən leptin olduğunu göstərirlər artır dopamin funksiyası (Leinninger və digərləri, 2009) dopamin hüceyrələrində leptin reseptorlarının aktivləşdirilməsi dopamin funksiyasını azaldırHommel və digərləri, 2006; Figlewicz və Benoit, 2009). Leshan et al. (2010) leptin reseptorlarını ifadə edən dopamin hüceyrələrinin demək olar ki, yalnız amigdalanın mərkəzi nüvəsinə işləyən kiçik bir (~ 10%) subpopulyasiya olduğunu göstərir. Leptin enerji artığından artdıqda, LH vasitəsilə dopaminin əsas təsiri LH vasitəsilə ola bilər. artırmaq Ribeiro və kollecləri tərəfindən müşahidə edilən dopamin funksiyası və fəaliyyət və enerji xərclərini artırmaq (Ribeiro və digərləri, 2011): enerji mövcuddur, istifadə edin. Birbaşa leptin reseptorlarını ifadə edən dopamin hüceyrələri və proyeksiya iştahında fərqli rol oynaya bilər öyrənmək- CeN ilə əlaqəli (Holland və Gallagher, 1993; Parkinson et al., 2000; Connor və digərləri, 2001; Baxter və Murray, 2002; Lee və digərləri, 2005; Paton və al., 2006; El-Amami və Holland, 2007) - mövcud müzakirə çərçivəsində kənarda maraqlı fikirdir. Burada təklif olunan hipotezdə, dopaminin leptin vasitəsi ilə artması mükafatlandırmaq deyil, daha çox xərcləmə və daha çox kəşfiyyat istiqamətində fəaliyyətin tənzimlənməsini dəyişir. Mükafat həssaslığı / təşviq kimi davranış kimi görünən bir azalmada daha böyük kəşfiyyat nəticələri daha az qərəzli mükafatla, əhəmiyyətli olsa da, hələ də əsaslandırılmışdır.

Dopaminin mükafat mərkəzli görünüşü mükafat və təşviq motivasiyasının yuxarı və ya aşağı tənzimlənməsini, dopaminin enerji homeostazı və obeziteye əsas qatqısı olaraq qoyur. Mövcud hipotez, dopaminin enerji xərcləri üzərindəki rolunu mərkəzləşdirir və mövcud enerjinin normal olaraq dopamini artırdığını və nəticədə aktivliyin artması və davranış seçiminə mükafatın təsirinin azaldığını göstərir. Əksinə, aşağı enerji dopamini azaldar, enerji qənaət və mükafat məlumatlarının istismarı ilə nəticələnir. artan mükafatın davranışa təsiri. Sonuncu, tez-tez "mükafat çatışmazlığı" hipotezini dəstəkləyən müşahidələrlə tutarlıdır, lakin burada biz bu məlumatları "mükafatın çoxdan istifadəsini" əks etdirdiyini şərh edirik. Bu fərziyyə yüksək kaloriya alımının dopamini artırması və artan aktivitə ilə qoruyucu obeziteye qarşı. Bununla yanaşı, bu təxirə salınan mexanizm bizim mövcud mühitdə obezitenin qarşısının alınmasında homeostatik mexanizmlərdən daha uğurlu görünmür. Niyə?

Enerji xərclərini qaçırma: Kubikül və kafesə səbəb olan Obezite

Bu fərziyyə, müasir qərb cəmiyyətlərində baş verən vəziyyətdə olan hazır enerji təchizatı dopamini artıracaq və enerji xərclərini asanlaşdıracağını proqnozlaşdırırdı. müdafiə obeziteye qarşı. Tənqidi olaraq, bu təsirə bağlıdır Imkan enerji sərf etmək. Yüksək yağlı, yüksək kalorili diyetlərlə qidalanan kemiricilərdə pəhrizli peyvəndi (DİO) ətraf mühitə səbəb olan obezitenin yayılmış bir modelidir. Obezojenik mühitlər kimi geniş şəkildə düşünülmüş olsa da, bu cür dietlər üzərində kemiricilər ümumiyyətlə şişməzlər və ştammlar arasında dəyişən müqavimət dərəcəsini göstərənlərdir (Brownlow və digərləri, 1996; Funkat və digərləri, 2004; Novak və digərləri, 2010) və fərdlər arasında, obeziteye qarşı həssas və dayanıqlı gəmiricilərin selektiv yetişdirilməsi üçün əsas (Levin, 2010). DIO-da enerji daşınmasına dair dopaminin vasitəçiliyinin rolunu qiymətləndirmək çətin məsələdir, çünki sual birbaşa araşdırılmamışdır.

Təkər sürüşməsi, obezitenin bir neçə modelində DIO-yə qarşı qorunmaq üçün göstərilmişdir (baxmayaraq ki,Zachwieja et al., 1997; Levin və Dunn-Meynell, 2004; Bi, 2005; Moran və Bi, 2006b; Patterson və digərləri, 2008, 2009; Meek və ark., 2010; Novak və digərləri, 2010), bu cür qoruyucu könüllü fəaliyyətin dopaminin modulyasiya etdiyi dərəcədə bu tədqiqatlarda birbaşa yoxlanılmamışdır. Obeziteye meylli OLEF siçovulları təkərli təkərlər təmin edildikdə obeziteyi çox azaldığını göstərir (Bi, 2005). Maraqlıdır ki, bu siçovulların yeməkləri patologiyalara nisbətən, DAT siçan ilə müşahidə edilənə oxşardır: DAT-dan fərqli olaraq, onların istehlakı daha yüksəkdirMoran və Bi, 2006a, p.1214, Şəkil 2). Gənc, diabetik olmayan OLETF siçovulları, DAT yemək nümunəsi fenotipinə uyğun olaraq artan ekstrasellüler dopamini göstərir (Anderjanova et al., 2007). Lakin, daha qabaqcıl diabetik və diabetik yaşlarda, dopaminin dramatik azalması göstərir (Anderjanova et al., 2007). Bu məlumatların bir şərhindən ibarətdir ki, bu sıçanlarda yüksək dopamin səviyyələri onları daha çox enerji istehlakına yatırır və xərclər, lakin könüllü həyata keçirmə imkanları olmadığı təqdirdə, artan enerji xərcləri enerji balansına, obeziteye və metabolik xəstəliklərə səbəb olur.

Bəzi araşdırmalar göstərir ki, yüksək yağlı / kalorili diyetlər azaldılmış TH daxil olmaqla, dopamin funksiyasını azaldır, stimulyasiya edilmiş dopamin susuzluğunu azaldır və D2 reseptor ifadəini azaldırGeiger et al., 2008, 2009). Bununla birlikdə, dopamin funksiyasında müşahidə edilən azalma enerjinin artması və ya digər patofizyolojiyə nisbətən birbaşa nəticəsi kimi ortaya çıxmadığı müəyyən deyil. Xüsusilə, yüksək yağlı / kalorili diyetlər leptin və / və ya insulin duyarsızlığı ilə əlaqələndirilmişdir (Arase və digərləri, 1988; Lin və digərləri, 2001; Wang et al., 2001b; Myers, 2004; Figlewicz və digərləri, 2006; Davis və al., 2010a; Figlewicz və Sipols, 2010). Bu, DİO-ya cavab olaraq dopamin funksiyasındakı dəyişiklikləri şərh edir. Məsələn, azaldılmış D2 funksiyası DIO ilə bildirildiyinə baxmayaraq, bu müşahidələr ümumiyyətlə çox həftəlik yüksək yağlı pəhrizdən sonra baş verir və bu dəyişikliklər xroniki yüksək leptin və insulin və sonrakı leptin / insulin duyarsızlığına ikincil olaraq yaranır. Təəssüf ki, bu imkan nadir hallarda həll edilir və insulin / leptin səviyyələri adətən bildirilmir. Lakin, 2 gün HF dietindən sonra D20 və DAT ifadəsini müayinə edən və insulin / leptin səviyyələrini bildirən bir araşdırmada, müəlliflər DAT və artırmaq D2 (Cənub və Huang, 2007; həmçinin bax Huang et al., 2005), həm də artan fəaliyyəti ilə uyğunlaşır. Daha yeni bir araşdırmada siçovulların çovdan yüksək enerji dietinə keçdiyində bu eyni müəlliflər dopamin sisteminin funksiyasının artımını müşahidə edirCənub və digərləri, 2012). Bu məlumatlar göstərir ki ilkin yüksək yağ və yüksək kaloriya mövcudluğuna cavabdır artırmaq dopamin və artırmaq D2 reseptorunun ekspozisiya göstəricisi, daha çox fəaliyyətə səbəb olur. Dopamin sisteminin mövcud kalori bolluğuna necə cavab verdiyini sualına cavab vermək üçün, ilkin etibarən xroniki cavab və leptin duyğusuzluğu kimi patoloji adaptasiyaların dərəcəsini qiymətləndirir.

DIO altında dopamin sistemində müşahidə edilən dəyişikliklər yüksək kalorili dietdən deyil, məşq imkanlarının olmamasından asılıdır? Yəni, DİO ilə əlaqəli azalmış dopamin funksiyasının müşahidələrində biz yalnız nə qədər patoloji adaptasiya əks etdirdiyini, nə də könüllü enerji xərcləri üçün fürsətin olmamasının nə dərəcədə olduğunu soruşa bilərik Yardım bu patoloji? Dəlil ki, təkərlərin qaçması dopamin sisteminin funksional xüsusiyyətlərini dəyişə bilər (MacRae və digərləri, 1987; Sabol və digərləri, 1990; Hattori və digərləri, 1993, 1994; Wilson və Marsden, 1995; Liste və digərləri, 1997; Meeusen və digərləri, 1997; Foley və Fleshner, 2008; Greenwood və digərləri, 2011), artmış ekstrasellüler dopamin, artan dövriyyə, yüksək TH mRNA və D2 ifadəsində dəyişikliklər daxildir. Postynaptic D2 və autoreseptorları arasında fərqlənən son bir tədqiqatda, otorozeptorların aşağı regüle ediləcəyi və postsynaptic D2 upregulated (Foley və Fleshner, 2008). Bundan başqa, könüllü fəaliyyət leptin və insulin siqnalizasiyasında patologiyaya uyğunlaşmaların azalmasına səbəb ola bilər ki, bu da bilavasitə dopamin funksiyasınınKrawczewski Carhuatanta və digərləri, 2011). Beləliklə, könüllü məşq DİO-da müşahidə edilən azalmış dopamin funksiyasını yaxşılaşdırmaq olar, baxmayaraq ki, bu sistematik şəkildə araşdırılmamışdır.

Burada təklif olunan hipotezdə, dopamin vasitəsi ilə davranış fəaliyyətinin yuxarı tənzimlənməsi sayəsində enerji mövcudluğunun artması heyvanın çoxlu enerji təminatından faydalanmasına və obeziteye qarşı qorunmasına imkan verən artan kəşfiyyat və enerji xərclərinə səbəb olacaqdır. DIO paradiqması heç bir yenilik, stimullaşdırma və ya manevr imkanları olmayan kiçik kemiricilərə məhdudlaşdırmaqla kəşfiyyat və enerji xərcləri üçün imkana imkan vermədiyi təqdirdə, bu, qarşısını alır enerjili zənginlik şəraitində enerji xərcləri. Çoxları müasir qərb mədəniyyətlərinə xas xüsusiyyətləri olan sedentar həyat tərzlərinin piylənmədən çox və ya daha artıq şişmanlığa gətirib çıxara biləcəyiniPowell və Blair, 1994; Booth et al., 2000; Hill et al., 2003; Chakravarthy və Booth, 2004; Levin və Dunn-Meynell, 2004; Warburton et al., 2006; Booth və Lees, 2007; Elder və Roberts, 2007; Hawley və Holloszy, 2009; Chaput və digərləri, 2011), DİO-nun müasir cəmiyyətlərdə obeziteyi anlamaq üçün çox vacibdir. Bununla yanaşı, indiyədəki obezitenin artan kalorili istehlakdan və ya enerjili qəfənin və ya "kubok" - obeziteyi sərf etmək üçün mənalı imkanlar olmadığından yaranmasından asılı olmayaraq - aydın deyil. Eyni şəkildə, dopamin DIO-yə mükafat və iştahlı motivasiya modulunun verilməsi ilə dəvət olunmasına baxmayaraq, modullaşdırılan enerji xərcləri ilə potensial töhfə əsasən araşdırılmamışdır və şərti DIO paradiqmasında gizlədilmişdir.

Gələcək istiqamətlər: Tədqiqat strategiyalarının reallaşdırılması

Dopaminin mükafat hipotezi dopaminin araşdırılması və düşüncəsinə hakim olmuşdur; təcrübələr adətən bu konseptual çərçivə çərçivəsində tərtib edilir. Nəticədə, təklif olunan hipotezi qiymətləndirmək üçün lazım olan məlumatlar tez-tez itkin olmamaqdadır. Tez-tez fəaliyyət səviyyələri sadəcə nəzərə alınmır. Bu, fəaliyyətin ölçülməməsi və ya qəbul edilmədiyi bir çox DİO tədqiqatları kimi xüsusi təcrübə üçün könüllü enerji xərclərini idarə edən mexanizmlər üzərində yaxın zamanlarda yaranmış bir ədəbiyyatla iştahlı davranış və istehlakı öyrənmək üçün dərin bir yanaşma olduğu geniş, ümumi istintaqdan uzanır bütün hesabları [məsələn, Geiger et al., 2008, 2009]. Mükafat nəzəriyyələrinə qarşı bu yanaşma, həmçinin könüllü fəaliyyəti tənzimləyən mexanizmlərin və yolların müqayisə edilə bilən bir şəkildə Xəritəçəkmə faktiki olaraq qeyri-mövcud olduğu halda, ingestion və / və ya mükafat nəzarət edən hazırlanmış və mürəkkəb yolların geniş şəkildə xəritəyə çıxarıldığı ədəbiyyatda əks olunur Garland və digərləri, 2011). Sistemli və razılaşdırılmış fəaliyyət tədbirlərini inteqrasiya etmək, dopamin funksiyasının tədqiqatlarına mütəmadi olaraq inteqrasiya olunmalıdır.

İkincisi, adaptasiya ətraf mühitə bağlıdır. Hal hazırda heyvan tədqiqatlarının böyük əksəriyyəti effektiv olaraq bir enerji iqtisadiyyatını araşdırır: heyvanları motive etmek üçün istifadə olunan qida məhdudiyyətindən yaranan periodik, müvəqqəti ərzaq çatışmazlığı. Yalnız bunun əksini əks etdirmir silsilə bir heyvanın uyğunlaşması lazım olan şərtlər, ancaq şişmənin yüksəlməsinə səbəb olduğuna inanan əsas şərtləri əks etdirmir. Yarım təbəqəli ev kafesi yanaşması, işimiz və digərləriHursh və digərləri, 1988; Chaney və Rowland, 2008) dopamin funksiyasına dair "tam" bir şəkil əldə etmək üçün vacibdir. Bu cür ev qəfəsi paradiqmalarında, ətraf mühitin gözlənilməz vəziyyətləri, süni şəkildə yaradılan enerji kəsirlərinə (yəni qida məhdudiyyəti) və ya süni müvəqqəti üfüqlərin tətbiq olunmasına ehtiyac olmadan davamlı bir müddət ərzində fərqli ölçülər boyunca nəzarət edilə bilər (saat sessiyası); yəni heyvanın ətrafına cavab olaraq özünü tənzimləyən davranışı daha tam araşdırıla bilər.

Üçüncüsü, demək olar ki, bütün işlər ətraf mühitlə davranışlı qarşılıqlı əlaqələrin və sonrakı nəticələrin dopamin sisteminin özünü necə dəyişdiyini bir az araşdırmaqla dəyişdirilmiş dopaminin təsirinə diqqət yetirir. Bu tip işlərin adətən çətinliyi var, çünki ədəbiyyatda stressin dopamin funksiyasını necə dəyişdirdiyini göstərmək olar. Buna baxmayaraq, onlar dopaminin adaptiv funksiyasının tam başa düşülməsi üçün kritik görünürlər. Dopamin funksiyasını artırmaq və ya aşağı tənzimləməyin çoxlu və ya kifayət qədər davamlı bir mühit varmı? Sual çox kritik olsa da, tarixə aydın və ya cəlbedici bir cavab yoxdur və sual nadir hallarda istənilir.

Nəticələr: Daha geniş bir görünüş

Burada dopamin funksiyasının geniş hipotezini inkişaf etdiririk və bu, dopaminin çox sayda funksiyaları kollektivdə enerji istehlakının heyvanın özünü tapdıqları enerji iqtisadiyyatına uyğunlaşdırıldığı mexanizmlər kimi başa düşülə bilər: bir mükafatla razılıq əldə etmək üçün bir substrat resursları. Biz ilk növbədə bu hipotezi nəzəri cəhətdə dopamin funksiyasının müxtəlif fikirlərini daha geniş enerji idarəetmə çərçivəsinə inteqrasiya etməyə çalışdıq. Daha sonra bu çərçivəni, dopaminin və obezitenin artan sahəsindəki fikir və məlumatları yenidən şərh etmək üçün tətbiq edirik. Dopamin enerjinin xərclənməsinə üstünlük verərək, obezitə qarşı qoruyar, lakin müasir cəmiyyətin sədaqətli həyat tərzi bu qoruyucu prosesi maneə törətdiyini və piylənmədən qorunmaqdan daha çox kömək edən patoloji adaptasiya olunmasına gətirib çıxarır. Mövcud müzakirə sahəsinin kənarında olmasına baxmayaraq, burada geniş ölçüdə vurduğumuz çərçivənin dopaminin digər diqqətəlayiq tədqiqat sahələrinə səmərəli şəkildə tətbiq oluna biləcəyinə inandığımıza diqqət yetirən hiperaktivite pozuqluğu və bağımlılığı, potensial olaraq yeni anlayışlar və test edilə bilən hipotezlər verə bilər.

Mükafat - xarici hadisələrin və stimulların daxili ehtiyaclara olan əlaqəsi - bu təkamülçü, adaptiv baxımdan kritik bir funksiyadır. Lakin, mükafat və dəyər əsaslı nisbidir. Mükafatın modullaşdırıldığı məkan nədir? Burada dopamin sisteminin kökdən daha çox mükəmməl funksiyanı yerinə yetirmək üçün ortaya çıxdığını düşünürük: enerji resurslarını optimal şəkildə istifadə edərək, adaptiv sağ qalmağın ürəyi və tam mənasıyla həyat və ya ölüm məsələsi.

Maraqların Münaqişəsi

Müəlliflər bildirirlər ki, tədqiqat potensial münaqişələr kimi başa düşülə bilən hər hansı bir kommersiya və ya maliyyə əlaqəsi olmadıqda həyata keçirilir.

Minnətdarlıq

Bu iş NIDA R01DA25875 (Jeff A. Beeler), F31DA026802 (Cristianne RM Frazier), R01GM100768 (Xiaoxi Zhuang) və R56DK088515 (Xiaoxi Zhuang) tərəfindən dəstəklənmişdir. Qiymətləndiricilərə son əlyazma əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıran ciddi və dərin şərhlərə görə təşəkkür edirik.

References

Düzenleyen:

John J. Foxe, Albert Einstein Tibb Tətbiqləri Kolleci, ABŞ

Tərəfindən nəzərdən:

Thomas A. Stalnaker, Baltimore Maryland Tibb Məktəbi Universiteti, ABŞ
John D. Salamone, Connecticut Universiteti, ABŞ