(L) Dopamin Omformer Nøgle Brain Circuits At Control Behavior (2008)

Kommentarer: Undersøgelse beskriver, hvordan overdreven dopamin ikke kun kan styrke "gå efter det" kredsløb i afhængighed, men også svække modsatrettede "stop kredsløb."

Lås op for mysteriet om, hvorfor dopamin fryser Parkinsons patienter

CHICAGO - Parkinsons sygdom og stofafhængighed er modsatte modsatte sygdomme, men begge afhænger af dopamin i hjernen. Parkinsons patienter har ikke nok af det; stofmisbrugere får for meget af det. Selvom dopaminens betydning i disse lidelser har været velkendt, har den måde, det fungerer på, været et mysterium.

Ny forskning fra Northwestern Universitys Feinberg School of Medicine har afsløret, at dopamin styrker og svækker de to primære kredsløb i hjernen, der styrer vores adfærd. Dette giver ny indsigt i, hvorfor en oversvømmelse af dopamin kan føre til tvangsmæssig, vanedannende adfærd, og for lidt dopamain kan efterlade Parkinsons patienter frosne og ude af stand til at bevæge sig.

"Undersøgelsen viser, hvordan dopamin former de to hovedkredsløb i hjernen, der styrer, hvordan vi vælger at handle, og hvad der sker i disse sygdomstilstande," sagde D. James Surmeier, hovedforfatter og Nathan Smith Davis-professor og formand for fysiologi ved Feinberg skole. Papiret offentliggøres i 8. august-udgaven af ​​tidsskriftet Science.

Disse to vigtigste hjerne kredsløb hjælper os med at beslutte, om der skal udføres et ønske eller ej. F.eks. Går du ud af sofaen og kører til butikken for en iskold six-pack øl på en varm sommernat eller ligg bare på sofaen?

Et kredsløb er et "stop" kredsløb, der forhindrer dig i at handle på et ønske; den anden er et "gå" kredsløb, der provokerer dig til handling. Disse kredsløb er placeret i striatum, det område af hjernen, der oversætter tanker til handlinger.

I undersøgelsen undersøgte forskerne styrken af ​​synapser, der forbinder hjernebarken, hjerneområdet involveret i opfattelser, følelser og tanker, til striatumen, hvor stop og gå kredsløb er hjemme, der vælger eller forhindrer handling.

Forskere aktiverede kortikale fibre elektrisk for at simulere bevægelseskommandoer og øgede det naturlige niveau af dopamin. Hvad der skete næste overraskede dem. De kortikale synapser, der forbinder "go" -kredsløbet, blev stærkere og mere kraftfulde. Samtidig svækkede dopamin de kortikale forbindelser i "stop" -kredsløbet.

”Dette kan være det, der ligger til grund for afhængighed,” sagde Surmeier. ”Dopamin, der frigives af stoffer, fører til unormal styrkelse af de kortikale synapser, der driver de striatale 'go' kredsløb, mens svækkede synapser ved modsatte 'stop' kredsløb. Som et resultat, når begivenheder forbundet med stofmisbrug - hvor du tog stoffet, hvad du følte - opstår, er der et ukontrollabelt drev at gå og søge stoffer. ”

"Alle vores handlinger i en sund hjerne afbalanceres af trangen til at gøre noget og trangen til at stoppe," sagde Surmeier. ”Vores arbejde antyder, at det ikke kun er styrkelsen af ​​hjernekredsløbene, der hjælper med at vælge handlinger, der er afgørende for dopamins virkning, det er svækkelsen af ​​forbindelserne, der gør det også muligt for os at stoppe. ”

I anden del af eksperimentet skabte forskere en dyremodel af Parkinsons sygdom ved at dræbe dopaminneuroner. Så kiggede de på, hvad der skete, da de simulerede kortikale kommandoer til at flytte. Resultatet: forbindelserne i "stop" kredsløbet blev styrket, og forbindelserne i "go" kredsløbet blev svækket.

"Undersøgelsen belyser, hvorfor Parkinsons patienter har problemer med at udføre daglige opgaver som at nå ud over et bord for at hente et glas vand, når de er tørstige," sagde Surmeier.

Surmeier forklarede fænomenet ved hjælp af en bils analogi. ”Vores undersøgelse antyder, at manglende evne til at bevæge sig i Parkinsons sygdom ikke er en passiv proces som en bil, der løber tør for gas,” sagde han. ”Snarere bevæger bilen sig ikke, fordi din fod sidder fast på bremsen. Dopamin hjælper dig normalt med at justere trykket på bremsen og gaspedalerne. Det hjælper dig med at lære, at når du ser et rødt lys ved et kryds, bremser du, og når det grønne lys tændes, tager du foden af ​​bremsen og trykker på gaspedalen for at gå. Parkinsons sygdomspatienter, der har mistet de neuroner, der frigiver dopamin, har deres fod vedvarende fast på bremsen. ”

At forstå grundlaget for disse ændringer i hjernekredsløb flytter forskere tættere på nye terapeutiske strategier til kontrol af disse hjerneforstyrrelser og andet, der involverer dopamin som skizofreni, Tourettes syndrom og dystoni.

STUDIEN: Dichotomous Dopaminerg Control af Striatal Synaptic Plasticity