(L) Dopamin formt Schlüssel-Gehirn-Schaltkreise, die das Verhalten steuern (2008)

Kommentare: Die Studie beschreibt, wie übermäßiges Dopamin nicht nur die Suchtkreise stärken, sondern auch die gegnerischen Stoppkreise schwächen kann.

Das Rätsel lösen, warum Dopamin Parkinson-Patienten einfriert

CHICAGO - Parkinson-Krankheit und Drogenabhängigkeit sind gegensätzliche Krankheiten, aber beide hängen von Dopamin im Gehirn ab. Parkinson-Patienten haben nicht genug davon; Drogenabhängige bekommen zu viel davon. Obwohl die Bedeutung von Dopamin bei diesen Erkrankungen bekannt ist, war die Funktionsweise ein Rätsel.

Neue Untersuchungen der Feinberg School of Medicine der Northwestern University haben ergeben, dass Dopamin die beiden primären Schaltkreise im Gehirn, die unser Verhalten steuern, stärkt und schwächt. Dies liefert neue Erkenntnisse darüber, warum eine Dopaminflut zu zwanghaftem, süchtig machendem Verhalten führen kann und zu wenig Dopamain Parkinson-Patienten gefroren und unfähig machen kann, sich zu bewegen.

"Die Studie zeigt, wie Dopamin die beiden Hauptkreise des Gehirns formt, die steuern, wie wir handeln, und was bei diesen Krankheitszuständen passiert", sagte D. James Surmeier, Hauptautor und Nathan Smith Davis Professor und Lehrstuhl für Physiologie am Feinberg Schule. Das Papier wird in der Ausgabe vom 8. August der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Diese beiden Hauptkreisläufe des Gehirns helfen uns zu entscheiden, ob wir einen Wunsch ausleben oder nicht. Stehen Sie beispielsweise von der Couch und fahren Sie in einer heißen Sommernacht zu einem eisigen Six-Pack Bier in den Laden oder legen Sie sich einfach auf die Couch?

Eine Schaltung ist eine Stoppschaltung, die Sie daran hindert, auf einen Wunsch zu reagieren. Die andere ist eine Go-Schaltung, die Sie zum Handeln anregt. Diese Schaltkreise befinden sich im Striatum, der Region des Gehirns, die Gedanken in Handlungen umsetzt.

In der Studie untersuchten die Forscher die Stärke der Synapsen, die die Großhirnrinde, die an Wahrnehmungen, Gefühlen und Gedanken beteiligte Gehirnregion, mit dem Striatum, dem Zuhause der Stop-and-Go-Schaltungen, die eine Aktion auswählen oder verhindern, verbinden.

Wissenschaftler aktivierten die kortikalen Fasern elektrisch, um Bewegungsbefehle zu simulieren, und erhöhten den natürlichen Dopaminspiegel. Was als nächstes geschah, überraschte sie. Die kortikalen Synapsen, die mit dem „Go“ -Kreis verbunden sind, wurden stärker und leistungsfähiger. Gleichzeitig schwächte Dopamin die kortikalen Verbindungen im „Stop“ -Kreislauf.

"Dies könnte das sein, was der Sucht zugrunde liegt", sagte Surmeier. „Durch Medikamente freigesetztes Dopamin führt zu einer abnormalen Stärkung der kortikalen Synapsen, die die striatalen Go-Kreisläufe antreiben, während die Synapsen bei entgegengesetzten Stopp-Kreisläufen geschwächt werden. Wenn Ereignisse im Zusammenhang mit dem Drogenkonsum auftreten - wo Sie die Droge genommen haben, was Sie fühlten -, besteht daher ein unkontrollierbarer Drang, nach Drogen zu suchen. “

"Alle unsere Handlungen in einem gesunden Gehirn werden durch den Drang, etwas zu tun, und den Drang, aufzuhören, ausgeglichen", sagte Surmeier. „Unsere Arbeit legt nahe, dass nicht nur die Stärkung der Gehirnkreise bei der Auswahl von Aktionen für die Wirkung von Dopamin entscheidend ist, sondern auch die Schwächung der Verbindungen, die es uns ermöglichen, aufzuhören. ”

Im zweiten Teil des Experiments erstellten Wissenschaftler ein Tiermodell der Parkinson-Krankheit, indem sie Dopamin-Neuronen abtöteten. Dann schauten sie sich an, was passiert war, als sie kortikale Bewegungsbefehle simulierten. Das Ergebnis: Die Verbindungen im Stoppkreis wurden verstärkt und die Verbindungen im Startkreis wurden geschwächt.

"Die Studie beleuchtet, warum Parkinson-Patienten Probleme haben, alltägliche Aufgaben wie das Greifen über einen Tisch zu erledigen, um ein Glas Wasser aufzunehmen, wenn sie durstig sind", sagte Surmeier.

Surmeier erklärte das Phänomen anhand der Analogie eines Autos. "Unsere Studie legt nahe, dass die Unfähigkeit, sich bei der Parkinson-Krankheit zu bewegen, kein passiver Prozess ist, wie bei einem Auto, dem das Benzin ausgeht", sagte er. „Vielmehr bewegt sich das Auto nicht, weil Ihr Fuß auf der Bremse eingeklemmt ist. Dopamin hilft Ihnen normalerweise dabei, den Druck auf die Brems- und Gaspedale einzustellen. Es hilft Ihnen zu lernen, dass Sie bremsen, wenn Sie an einer Kreuzung ein rotes Licht sehen, und wenn das grüne Licht aufleuchtet, den Fuß von der Bremse nehmen und das Gaspedal drücken, um loszufahren. Patienten mit Parkinson-Krankheit, die die Neuronen verloren haben, die Dopamin freisetzen, haben ihren Fuß ständig auf der Bremse. “

Das Verständnis der Grundlage für diese Veränderungen in den Schaltkreisen des Gehirns bringt die Wissenschaftler näher an neue therapeutische Strategien zur Kontrolle dieser Hirnstörungen und anderer Dopamin-Erkrankungen wie Schizophrenie, Tourette-Syndrom und Dystonie heran.

DIE STUDIE: Dichotome dopaminerge Kontrolle der striatalen synaptischen Plastizität