Nat Neurosci. 2018 Aug; 21 (8): 1072-1083. Paramètres: 10.1038 / s41593-018-0191-4. Epub 2018 Jul 23.
Saunders BT1,2,3, Richard JM4,5,6, Margolis EB7, Janak PH8,9,10.
Abstract
Les signaux environnementaux, à travers l’apprentissage pavlovien, deviennent des stimuli conditionnés qui guident les animaux vers l’acquisition des récompenses (par exemple, de la nourriture) nécessaires à la survie. Nous avons testé le rôle fondamental des neurones dopaminergiques du cerveau moyen dans l'attribution de propriétés de prédiction et de motivation aux signaux, indépendamment des récompenses externes. Nous avons constaté qu'une brève excitation optogénétique phasique des neurones dopaminergiques, lorsqu'elle était présentée en association temporelle avec des signaux sensoriels discrets, était suffisante pour instancier ces signaux en tant que stimuli conditionnés qui évoquaient par la suite une activité neuronale dopaminergique et un comportement conditionné induit par des signaux induits. Nous avons notamment identifié des fonctions hautement parcellaires pour les sous-populations de neurones dopaminergiques se projetant dans différentes régions du striatum, révélant ainsi des systèmes dissociables de dopamine permettant de générer une valeur incitative et de redynamiser les mouvements conditionnés. Nos résultats indiquent que les neurones dopaminergiques orchestrent le conditionnement de Pavlovian par le biais de signaux de motivation fonctionnellement hétérogènes et spécifiques à un circuit afin de créer, déclencher et façonner des comportements contrôlés par des signaux.
PMID: 30038277
PMCID: PMC6082399
Des chercheurs étudient comment les indices déterminent notre comportement
- Date: août 2, 2018
Les neurones dopaminergiques ont-ils un rôle à jouer pour que les signaux de notre environnement acquièrent de la valeur? Et, le cas échéant, différents groupes de neurones dopaminergiques remplissent-ils différentes fonctions dans le cadre de ce processus?
Telles sont les questions auxquelles les chercheurs de la faculté de médecine de l'Université du Minnesota tentent de répondre.
Recherches récentes publiées dans Nature Neuroscience par Benjamin Saunders, PhD, neuroscientifique de la faculté de médecine de l'Université du Minnesota, utilise un modèle pavlovien de conditionnement pour voir si l'allumage d'une lumière - un simple signal - juste avant l'activation des neurones dopaminergiques pourrait motiver l'action. Le modèle classique de Pavlov combinait la sonnerie d'une cloche à la fourniture d'un steak savoureux à un chien qui, au fil du temps, conditionnait un chien à baver lorsque la cloche sonnait avec ou sans steak. Dans cette recherche, cependant, il n'y avait pas de «vraie» récompense comme la nourriture ou l'eau, afin de permettre aux chercheurs d'isoler la fonction de l'activité des neurones dopaminergiques.
«Nous voulions savoir si les neurones dopaminergiques sont en fait directement responsables de l'attribution d'une valeur à ces signaux environnementaux transitoires, comme les signes», a déclaré Saunders, qui a mené une partie de ses recherches en tant que stagiaire postdoctoral dans le laboratoire de Patricia Janak, PhD, à Johns Université Hopkins.
Neurones dopaminergiques, ces cellules du cerveau qui s'allument lorsqu'elles reçoivent une récompense. Ce sont aussi les neurones qui dégénèrent dans la maladie de Parkinson.
«Nous avons appris que les neurones dopaminergiques sont une des façons dont notre cerveau donne un sens aux signaux qui nous entourent», a déclaré Saunders. «L’activité des neurones dopaminergiques à elle seule - même en l’absence de nourriture, de médicaments ou d’autres substances naturellement gratifiantes - peut donner de la valeur aux signaux, leur donnant la capacité de motiver des actions.»
Pour répondre à la deuxième question centrale, les chercheurs ont ciblé des segments spécifiques de neurones dopaminergiques - ceux situés dans le nigra substantiel (SNc) et ceux situés dans la région tegmentale ventrale (VTA). Ces deux types de neurones ont été historiquement étudiés dans différents domaines de recherche sur les maladies - les neurones SNc dans la maladie de Parkinson et les neurones VTA dans les études de toxicomanie.
Les scientifiques ont appris que les indices prédisant l'activation des deux types de neurones conduisaient à des réponses très différentes - ceux prédisant les neurones SNc conduisaient à une sorte de réponse «se lever et partir» de mouvement rapide revigoré. Le signal prédisant l'activation des neurones VTA, cependant, est devenu séduisant en lui-même, conduisant à l'approche de l'emplacement du signal, une sorte de "où dois-je aller?" réponse.
«Nos résultats révèlent des rôles de motivation parallèles pour les neurones dopaminergiques en réponse à des signaux. Dans une situation réelle, les deux formes de motivation sont essentielles », a déclaré Saunders. «Vous devez être motivé pour vous déplacer et vous comporter, et vous devez être motivé pour aller à l’endroit précis des choses que vous voulez et dont vous avez besoin.»
Ces résultats fournissent une compréhension importante de la fonction des neurones dopaminergiques liée aux motivations déclenchées par des signaux environnementaux. Et ce travail contribue à la compréhension de la rechute chez les personnes aux prises avec une dépendance.
«Si un signal - un signe, une allée, un bar préféré - prend cette puissante valeur de motivation, il leur sera difficile de résister aux déclencheurs de rechute», a déclaré Saunders. «Nous savons que la dopamine est impliquée, mais un objectif essentiel des études futures est de comprendre en quoi la motivation normale et saine déclenchée par des signaux diffère de la motivation dysfonctionnelle qui se produit chez les humains souffrant de dépendance et de maladies connexes.
Source de l'histoire
Matériaux fourni par Université de médecine du Minnesota. Remarque: Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
Référence du journal:
- Benjamin T. Saunders, Jocelyn M. Richard, Elyssa B. Margolis, Patricia H. Janak. Les neurones dopaminergiques créent des stimuli pavloviens avec des propriétés de motivation définies par le circuit. Nature Neuroscience, 2018; 21 (8): 1072 DOI: 10.1038/s41593-018-0191-4
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