Alkoholismo povas esti kaŭzita de dinamika dopamina malekvilibro
Marto 10, 2017
Internacia esplora kunlaboro identigis eblajn alkoholismajn mekanismojn asociitajn kun ŝanĝita dopaminergia neŭrona respondo al kompleksa dinamiko de prefrontalaj kortekaj neŭronoj influantaj liberigon de dopamino.
Interagantaj neŭronaj populacioj en la cerba kortekso generas elektrajn impulsojn (nomitajn agajn potencialojn), kiuj estas karakterizitaj de specifaj spacaj kaj tempaj ŝablonoj de neŭra pafo (aŭ kompleksa neŭra dinamiko). Ĉi tiuj pafaj ŝablonoj dependas de la intrinseksaj ecoj de unuopaj neŭronoj, de la neŭra reto-konektebleco kaj de la enigaĵoj al ĉi tiuj cirkvitoj. La bazo por ĉi tiu komputila studo estas la eksperimenta evidenteco por specifa loĝantaro de nefrontalaj korteksoaj neŭronoj, kiuj konektas per ekscitaj sinapsoj al dopaminergaj kaj inhibitoraj areo ventral tegmental (VTA) neŭronoj. Tiel, la strukturo de neŭra pafo en la antaŭfrontal-kortekso povas rekte influi al dopamina ĉela respondo kaj dopamina liberigo.
Boris Gutkin gvidas la Teorian Neŭrosciencan Grupon ĉe la HSE-Centro por Rekonado kaj Decido. Unu el la esploraj kampoj de la grupo fokusas pri neŭrobiologiaj procezoj kondukantaj al drogmanio kaj dependeco - specife, por detekti ligojn inter la neŭrobiologiaj mekanismoj de agado de drogo kaj observeblaj kondutaj reagoj. Precipe la esploristoj uzas matematikan modeladon por ekzameni specifajn karakterizaĵojn de dopaminergiaj neŭronaj pafadaj ŝablonoj kaj dinamikoj, kiuj povas konduki al toksomanio.
Dopamina, neurotransmisilo liberigita de dopaminergiaj neŭronoj en la cerbo, estas kemiaĵo, kiu ludas ŝlosilan rolon en la interna cerba rekompenca sistemo, kiu pelas lernadon de instigita konduto. Agante ene de la rekompencaj sistemoj en la cerbo (ekz. La ventra tegmenta areo trovita profunde en la meza cerbo; la striatumo, respondeca pri selektado de ĝustaj agoj kaj la antaŭfrosta kortekso, kiu kontrolas proprajn celojn kaj kondutojn), ĝi signalas ĉu neatenditan rekompencon aŭ antaŭvidon. de rekompenco rezultanta el aparta ago aŭ evento. Tiel, dopamino provizas pozitivan plifortigon de kondutoj, kiuj kondukas al ĉi tiuj rekompencoj, kaŭzante ilin ripetiĝi. Male, kiam aparta ago malsukcesas produkti la atendatan pozitivan efikon aŭ estas sekvita de malagrabla okazaĵo, dopamina liberigo malpliiĝas akre, kaŭzante frustriĝon kaj malhelpon ripeti la konduton en demando.
Multaj dopaminaj neŭronoj produktas ĉi tiujn lernajn signalojn elsendante rapidajn eksplodojn de pikiloj kiam la besto ricevas pli da rekompenco ol atendite aŭ paŭzante kiam estas malpli ol atendite. Por regi la lernadon ĝuste, la nombro da ŝprucoj (kaj la dopamina liberigita) devas esti proporcia al la diskreteco inter la ricevita kaj la atendata rekompenco (ekzemple se oni atendas akiri 50-eŭrojn por sia laboro, sed ricevas 100; la dopamina aktiveco devas esti proporcia al 50; kiam oni atendas 50 sed ricevas 500; la agado devas signali nombron proporcia al 450). Tial, kiel pli granda estas la neaspekto, des pli forta la respondo. Ankoraŭ alia subgrupo de dopaminaj neŭronoj simple signalas, kiam stimuloj gravas por konduto aŭ ne donas binarajn tutajn aŭ neniujn respondojn. Ĉi tiuj binaraj signaloj tiam pelas orientiĝon aŭ alproksimiĝon al la gravaj kondutoj. Do la du dopaminaj ĉelaj populacioj havas malsamajn respondajn manierojn: la analoga lernada signalo aŭ la tut-aŭ-nenia graveca atentigo.
Du Modoj de Neŭrotona Aktiveco
Lastatempa esplorado de la grupo de Gutkin farita kune kun sciencistoj de Indiana University kaj la RAN Institute of Applied Physics (RAN-Instituto de Aplikata Fiziko) sugestas eblajn mekanismojn de la efiko de alkoholo sur dopaminergic-neuronal agado. Ilia artikolo, "Dopamine Neurons Change the Type of Excitability in Response to Stimuli", publikigita en PLOS Unu, prezentas komputilan modelon de dopamina (DA) neŭrona agado, priskribante ĝiajn ŝlosilajn ecojn kaj montrante, ke la responda reĝimo de la DA-neŭrono povas varii laŭ la ŝablono de la sinapta enigo (inkluzive de tiu de la prealfronta kortekso).
Kiam en la unua reĝimo, la kvanto da dopamino liberigita de la DA-neŭronoj reflektas la lernan signalon propote al la diferenco inter tio, kion besto aŭ homo atendas kaj kion ili fakte ricevas rezulte de certa ago. Kiam en la dua DA-neurona reĝimo, dopamina liberigo servas kiel referenca binara signalo indikanta ĉu grava evento gravas aŭ ne. Tiel la rezultoj de la komputila studo implicas tion neŭronoj de dopamina eble ne estas du apartaj populacioj, sed kapablas ŝanĝi flekse de unu respondreĝimo al alia depende de la naturo de la signaloj, kiujn ili ricevas.
En rilata studo, "Kontribuo de sinkronigitaj GABAergic-neŭronoj al dopaminergic-neŭrona pafado kaj eksplodo", publikigita en la Journal of Neurophysiology, la sama grupo sugestas, ke krom rektaj ligoj inter DA kaj prefrontalaj kortonoj neŭronaj, nerektaj neŭraj enigoj de la prefrontal-kortekso pere de inhibitivaj (GABAergic) VTA-neŭronoj. En aparta, la esploristoj trovis, ke signaloj de la prefrontal-kortekso povas kaŭzi sinkronigon de GABAergic-neŭronoj, produktante fortan inhibician efikon sur DA-neŭronoj. La studo trovis, ke en iuj kazoj tiaj inhibitoraj efikoj povas konduki al paradoksaj rezultoj - anstataŭ subpremi DA-neŭronan pafon kaj tiel malpliigi liberigon de dopamino, ili povas multigi DA-firman frekvencon kondukante al pli alta liberigo de dopamina kaj pozitiva plifortigo.
Kion ĝi signifas por Nia Kompreno pri Alkoholismo
Eksperimentaj indicoj sugestas, ke alkoholo kapablas modifi DA-neŭronajn pafajn ŝablonojn, ambaŭ nerekte per prefrontalaj kortekso kaj inhibitivaj VTA-neŭronoj, kaj rekte agante sur DA-neŭronoj. Surbaze de la aktualaj trovoj, la esploristoj hipotezas, kiaj mekanismoj povas esti implikitaj.
La VTA havas ĉirkaŭ 20,000 DA neŭronoj en nealkoholulo. Iuj el tiuj servas por signali, ke iu stimulo havas gravecon, dum la ceteraj transdonas la eraran signalon. Iu ekvilibro inter la du specoj de signaloj estas esenca por bona juĝo kaj ĝusta konduto. Alkoholo malhelpas la ekvilibron ŝanĝante ambaŭ ŝablonon de neŭra agado en la prefrontalaj kortekso kaj DA neŭronaj ecoj. Ĉi tiu ŝanĝo eble ŝancelos pli da neŭronoj por signali gravecon kontraste al la eraro. Do sub la influo de alkoholo, iu stimulo asociita kun alkoholo estas traktata de neŭronoj DA kiel havantaj kaj motivan gravecon, sendepende de tio, ĉu ĝi kongruas aŭ ne kun la antaŭvidita rezulto, dum manko de alkoholo, neŭra pafo kutime kongruus kun la atenditaj kaj ricevitaj plifortigoj.
Ĉi tiu efiko eble kaŭzas, ke alkoholuloj eventuale disvolvas pli mallarĝan ol normalan kondutan respondon, motivante ilin serĉi alkoholon. Tiel farante, ili aŭ ne konscias pri eblaj konsekvencoj de siaj agoj aŭ, eĉ se ili povas antaŭvidi tiajn konsekvencojn, ĉi tiu konscio malmulte aŭ neniel efikas sur ilia konduto. Laŭ enketoj, plej multaj alkoholuloj komprenas, ke ili eble perdas sian hejmon kaj familion kaj eĉ mortas pro ekscesa drinkado, sed tio malofte haltigas ilin. Por ĝuste taksi la konsekvencojn de drinkado, ilia prealfronta korto bezonas integriĝi kaj lerni ĝuste reprezenti la negativajn atendojn de ĉi tiu konduto, subtenata de plifortigaj lernaj signaloj de DA-neŭronoj. Ĉi tio eble ne okazos, ĉar alkoholo (kiel aliaj humoraj substancoj) povas influi ambaŭ la neŭran agadon en la toksomaniulo. kroĉo prefrontal kaj iliaj DA neŭronoj rekte, blokante la lernadon.
Trovi manieron ekvilibrigi la dopaminan funkcion en la toksomaniita cerbo kaj eltiri taŭgajn neŭrajn respondojn al mediaj stimuloj eĉ dum influo povus oferti esperon al homoj kun problemoj pri misuzo de substancoj.
Esploru plue: Streĉitaj ratoj konsumas pli da alkoholo, malkaŝante rilatan cerban kemion
Pli da informoj: Ekaterina O. Morozova et al, Dopamine Neurons Change the Type Excitability in Response to Stimuli, PLOS Komputada Biologio (2016). DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1005233
Ekaterina O. Morozova et al. Kontribuo de sinkronigitaj GABAergic-neŭronoj al dopaminergic neŭron-pafo kaj krevigado, Journal of Neurophysiology (2016). DOI: 10.1152 / jn.00232.2016
Referenco de ĵurnalo: PLOJ UN Journal of Neurophysiology PLoS Komputila Biologio
Brindita de: Nacia Esplora Altlernejo de Ekonomio
Legu pli ĉe: https://medicalxpress.com/news/2017-03-alcoholism-dynamical-dopamine-imbalance.html#jCp
;
