(L) Dopaminové modifikace klíčových mozkových obvodů, které řídí chování (2008)

Komentáře: Studie popisuje, jak nadměrný dopamin může nejen zesilovat okruhy „jít na to“ v závislosti, ale také oslabit protichůdné „zastavovací okruhy“.

Odemknutí tajemství, proč dopamin zmrazuje pacienty s Parkinsonovou chorobou

CHICAGO - Parkinsonova choroba a drogová závislost jsou opačná onemocnění, ale obě závisejí na dopaminu v mozku. Parkinsonovi pacienti toho nemají dost; narkomani toho dostanou příliš mnoho. Ačkoli je důležitost dopaminu u těchto poruch dobře známa, způsob jeho fungování byl záhadou.

Nový výzkum na Lékařské fakultě Feinbergské univerzity v Northwestern University odhalil, že dopamin posiluje a oslabuje dva primární okruhy v mozku, které řídí naše chování. To poskytuje nový pohled na to, proč záplava dopaminu může vést ke kompulzivnímu návykovému chování a příliš málo dopamainu může nechat Parkinsonovy pacienty zmrzlé a neschopné pohybu.

"Studie ukazuje, jak dopamin formuje dva hlavní okruhy mozku, které řídí, jak se rozhodneme jednat a co se děje v těchto chorobných stavech," řekl D. James Surmeier, hlavní autor a profesor Nathan Smith Davis a předseda fyziologie na Feinbergova škola. Článek je publikován v časopise Science z 8. srpna.

Tyto dva hlavní okruhy mozku nám pomáhají rozhodnout, zda chtějí nebo ne. Například, vystupujete z pohovky a jedete do obchodního domu pro ledové šest balíček piva v horké letní noci, nebo jen položíte na gauč?

Jeden okruh je obvod „stop“, který vám brání v jednání podle přání; druhým je okruh „go“, který vás provokuje k akci. Tyto obvody se nacházejí ve striatu, v oblasti mozku, která převádí myšlenky na činy.

Ve studii výzkumníci zkoumali sílu synapsí spojující mozkovou kůru, oblast mozku, která se účastní vnímání, pocitů a myšlenek, na striatum, domov stop a go obvodů, které vybírají nebo zabraňují akcí.

Vědci elektricky aktivovali kortikální vlákna za účelem simulace pohybových povelů a zvýšili přirozenou hladinu dopaminu. Co se stalo potom, je překvapilo. Kortikální synapse připojené k obvodu „go“ se staly silnějšími a silnějšími. Dopamin zároveň oslabil kortikální spojení v okruhu „stop“.

"To by mohlo být základem závislosti," řekl Surmeier. "Dopamin uvolňovaný drogami vede k abnormálnímu posílení kortikálních synapsí pohánějících striatální" go "obvody, zatímco oslabuje synapse v opačných" stop "obvodech. Výsledkem je, že když nastanou události spojené s užíváním drog - kde jste drogu užili, co jste cítili -, existuje nekontrolovatelná snaha hledat drogy. “

"Všechny naše akce ve zdravém mozku jsou vyváženy nutkáním něco udělat a nutkáním přestat," řekl Surmeier. "Naše práce naznačuje, že nejen účinky na mozkové obvody, které pomáhají při výběru akcí, jsou rozhodující pro účinky dopaminu, ale také oslabení spojení, které nám umožňuje zastavit." “

V druhé části experimentu vytvořili vědci zvířecí model Parkinsonovy choroby zabíjením dopaminových neuronů. Potom se podívali, co se stalo, když simulovali kortikální příkazy k pohybu. Výsledek: spojení v okruhu „stop“ byla posílena a spojení v okruhu „go“ byla oslabena.

"Studie osvětluje, proč mají Parkinsonovi pacienti potíže s prováděním každodenních úkolů, jako je sáhnutí přes stůl, aby si při žízni vzali sklenici vody," řekl Surmeier.

Surmeier vysvětlil tento jev analogií automobilu. "Naše studie naznačuje, že neschopnost pohybovat se při Parkinsonově nemoci není pasivním procesem, jako by v automobilu docházel benzín," řekl. "Auto se spíše nehýbe, protože tvoje noha je zaseknutá o brzdu." Dopamin vám obvykle pomáhá upravit tlak na brzdový a plynový pedál. Pomůže vám naučit se, že když na křižovatce uvidíte červené světlo, zabrzdíte a když se rozsvítí zelené světlo, sundáte nohu z brzdy a sešlápnete plynový pedál. Pacienti s Parkinsonovou chorobou, kteří ztratili neurony uvolňující dopamin, mají nohu neustále přilepenou na brzdu. “

Pochopení základu těchto změn v mozkových obvodech posouvá vědce blíže k novým terapeutickým strategiím pro kontrolu těchto mozkových poruch a dalších zahrnujících dopamin, jako je schizofrenie, Tourettův syndrom a dystonie.

STUDIE: Dichotomní dopaminergní kontrola synaptické plasticity