Le neurotransmetteur dopamine fait son travail à travers une forme d'apprentissage inconscient
Par Kelly Crowe, CBC Nouvelles
Publié: Jan 2, 2013 10: 33 AM ET
La neuroscience est le nouveau noir en matière de mode dans la recherche scientifique.
«Le gène était la question centrale de la biologie au 20e siècle», a déclaré récemment le lauréat du prix Nobel, le Dr Eric Kandel, neuroscientifique à l'Université Columbia dans une interview à Toronto. «L'esprit est la question essentielle de la biologie au 21e siècle.»
"Et certainement si vous pensez aux conséquences sur la santé publique, les maladies, la douleur, la schizophrénie, la dépression, le trouble maniaco-dépressif, le trouble de stress post-traumatique, Dieu sait quoi, tant de misères de l'humanité proviennent de troubles psychiatriques et neurologiques", a ajouté Kandel.
Dans les années 1960, lorsque Kandel a commencé son travail lauréat du prix Nobel à la recherche de la source biologique de la mémoire, les neurosciences étaient un domaine isolé. «Cela n'intéressait pas beaucoup de biologistes. L'anatomie était considérée comme ennuyeuse et l'électrophysiologie était techniquement trop compliquée pour que la plupart des scientifiques y prêtent attention », a-t-il déclaré.
Richard Beninger est un neuroscientifique comportemental à l'Université Queen's, qui se souvient qu'en tant qu'étudiant, il a étudié le cerveau comme un ensemble de pièces. «On pouvait voir de la matière blanche et de la matière noire et beaucoup de détails fins, jusqu'au niveau des neurones, mais tout était de la morphologie, de la structure», dit-il.
«Mais tout cela a changé, une fois que les scientifiques ont commencé à comprendre les voies chimiques dans le cerveau. La morphologie est toujours là, mais maintenant nous savons quels sont les systèmes d'émetteurs. Nous n'avons donc un tout nouveau cerveau avec lequel travailler qu'au cours des 40 dernières années », a déclaré Beninger.
La technologie actuelle permet aux scientifiques de placer des humains vivants et respirants dans une machine d'imagerie par résonance magnétique, de leur dire de réfléchir à quelque chose et de regarder les traces biologiques de la pensée apparaître et disparaître en éclats colorés, mesurés par les changements des niveaux d'oxygène dans le sang. Cela signifie que les scientifiques peuvent désormais explorer le paysage neuronal en temps réel et cartographier les forces cognitives qui ont façonné notre espèce depuis nos débuts.
Alors qu'ils enquêtent sur ce pays des merveilles neurales, les scientifiques explorent l'essence même de ce qui fait de nous des humains. C'est comme s'ils soulevaient le capot de l'humanité et bricolaient le câblage pour trouver comment ce qui nous fait faire ce que nous faisons. Et ils découvrent que le secret de tout ce que nous faisons, pensons ou ressentons est dans ce câblage, un réseau en constante évolution de connexions neuronales sculptées par l'évolution et alimentées par des interactions électriques et chimiques.
Le cerveau est la question essentielle de la biologie au XN siècle, déclare le lauréat du prix Nobel Eric Kandel. (Lucas Jackson / Reuters)Le Dr Kandel appelle cela la structure organisationnelle la plus complexe de l'univers. «Nous sommes donc loin de le comprendre complètement, très loin, mais le début a été assez dramatique», dit-il.
«C'est certainement extraordinaire, toute notre expérience de la vie, toutes nos expériences mentales, si elles résultent toutes de l'activité de la chimie dans notre cerveau, de l'activité des neurotransmetteurs et des neurocircuits, c'est incroyable», a déclaré Beninger.
La dopamine est la clé du comportement
Pour Beninger, la dopamine est le neurotransmetteur le plus fascinant, nous permettant d'interagir avec notre environnement, nous envoyant à la recherche de ce dont nous avons besoin pour survivre. «Quelque chose qui a une valeur biologique, la nourriture, par exemple, l'eau, le partenaire sexuel, le compagnon social, la coopération sociale, ce sont des choses qui activent le système dopaminergique», dit-il.
«Ces systèmes sont anciens, vous savez, les mouches des fruits ont des systèmes similaires et des vers», dit-il. "Ils se trouvent dans les poissons et tous les vertébrés, ils sont très vieux, ces neurones dopaminergiques", a déclaré Beninger.
Ce qui signifie que les mêmes impulsions chimiques qui poussent une mouche des fruits à plonger dans votre verre à vin vous poussent également à atteindre la bouteille et à verser le second verre.
«Lorsque les neurones dopaminergiques sont activés, tout ce qui est rencontré à ce moment-là a une plus grande capacité à attirer dans le futur», dit Beninger. «Ainsi, pour un animal dans la nature, les stimuli liés à la nourriture, les choses qui signalent la nourriture, comme un endroit particulier, un objet particulier, acquièrent alors la capacité de dessiner l'animal dans le futur.
Lorsque certaines personnes vulnérables mangent des aliments riches en sucre, en sel et en matières grasses, elles affichent un comportement similaire à celui des autres toxicomanes, explique Caroline Davis. (Radio-Canada)La dopamine fait son travail à travers une forme d'apprentissage inconscient, apprenant au cerveau à reconnaître les signaux environnementaux, les sons, les odeurs, les sentiments qui ramènent à la chose qui a d'abord excité le chemin de la récompense, même si cette `` chose '' est dangereuse. «Donc, les drogues dont les gens abusent, toutes activent le système dopaminergique», explique Beninger.
De plus en plus, les scientifiques pensent également que la nourriture peut détourner le système de récompense du cerveau. À l'Université York, la professeure Caroline Davis étudie les fondements biologiques de la dépendance alimentaire. Elle dit que le système de récompense du cerveau peut être particulièrement sensible aux aliments hautement transformés avec des combinaisons de sel, de sucre, de graisse et de saveurs que l'on ne trouve nulle part dans la nature.
Le cerveau et la dépendance alimentaire
"Parce qu'ils sont si appétissants, nous avons tendance à en manger beaucoup et ils nous donnent une plus grande augmentation de dopamine que le brocoli", a déclaré Davis. «Les choses chargées de sucre, chargées de graisse, de sel, en combinaison, elles sont très, très difficiles à résister et il est prouvé que si vous mangez suffisamment de ces aliments, chez certaines personnes vulnérables, elles affichent un comportement très similaire au comportement que nous constatons chez d’autres toxicomanes. »
Lorsque les rats de laboratoire ont accès à de la nourriture sucrée, ils se gaussent et lorsque le sucre est enlevé, ils présentent des systèmes de retrait physique qui ressemblent au retrait de l'animal de l'héroïne. La recherche a montré que la dopamine est l'une des voies activées chez ces souris accros au sucre.
Un rat dans le laboratoire de Richard Beninger reste immobile lorsque les chercheurs lui administrent un médicament qui bloque la réponse dopaminergique. (Avec l'aimable autorisation de Richard Beninger)Caroline Davis a découvert un lien dopaminergique chez les humains toxicomanes, un profil génétique associé à une signalisation dopaminergique plus forte, et elle pense que ces gènes pourraient rendre certaines personnes plus vulnérables aux signaux de la dopamine.
«Les gens qui ont tendance à être très sensibles à la récompense, suggèrent nos données, cela peut être plus difficile pour eux, dans cet environnement. À une autre époque, cela aurait été assez adaptatif car ils auraient eu un grand plaisir à manger et ils auraient été ceux qui auraient pris du poids et auraient survécu plus longtemps. Mais cela ne fonctionne pas très bien dans cet environnement. »
La dopamine liée à la motivation
De retour à l'Université Queen's de Kingston, en Ontario, Richard Beninger regarde une série de vidéos de rats de laboratoire sur une barre de traction, prises par ses étudiants. Lorsqu'un rat normal est placé sur la barre, il descend immédiatement. Mais quelque chose d'étonnant se produit lorsque les chercheurs donnent à l'animal un médicament qui bloque les récepteurs de la dopamine. Maintenant, le rat reste sur la barre du menton, de plus en plus longtemps après chaque dose.
«L'animal restera assis là si sa dopamine est bloquée. Ce n'est pas qu'ils ne peuvent pas bouger, ils ne sont tout simplement pas motivés à bouger », a déclaré Beninger. «Il semble que vous ayez besoin de dopamine pour vous impliquer dans l'environnement.»
«J'ai encore du mal à comprendre les implications de cette condition, la« catalepsie », dit-il. Mais il appelle cela une découverte passionnante. «Je pense qu'il y a de nouvelles informations précieuses dans ce phénomène.»
«Je pense que les signaux qui nous entourent, les choses avec lesquelles nous interagissons au jour le jour, tout ce à quoi nous sommes capables de réagir, de capter et de gérer, tout cela nécessite un certain niveau de dopamine. Et si nous sommes exposés à plusieurs reprises à des stimuli, avec une réduction de la dopamine, nous perdons notre capacité à répondre à ces stimuli particuliers. Il semble que la dopamine vous donne une raison de bouger, de quitter la barre, d'agir sur un stimuli, et sans elle, vous n'avez aucun intérêt à réagir aux stimuli ou à l'environnement.
Beninger dit que cela ressemble à la perturbation du mouvement chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, qui est associée à une activité dopaminergique réduite, ce qu'il étudie également dans son laboratoire.
Le rôle de la dopamine dans les relations
Beninger étudie également comment la dopamine façonne nos relations. Il semble que lorsque quelqu'un est gentil avec nous, notre dopamine nous ramène à cette personne.
«Ainsi, lorsque j'interagis en coopération avec quelqu'un d'autre et qu'ils interagissent en coopération avec moi, cette personne, qui est une représentation dans mon cerveau, par l'action de la dopamine, acquiert une capacité accrue à m'attirer à l'avenir», dit Beninger. «La dopamine sculpte donc notre paysage social.»
Je pense que c'est une merveille absolue, vous ne pouvez que vous émerveiller davantage lorsque vous commencez à en apprendre davantage sur la neuroanatomie chimique du cerveau », dit Beninger. «C'est tout ce travail en commun qui crée mon expérience mentale, toute ma vie. C'est une merveille absolue.
S'ils comprennent la chimie du cerveau, les neuroscientifiques croient qu'ils seront en mesure de proposer des traitements pour lutter contre les maladies mentales et améliorer l'expérience humaine dans son ensemble. Et le Dr Eric Kandel dit que les découvertes sont inévitables, en partie parce qu'il y a maintenant beaucoup de scientifiques dans le domaine.
«Quand j'étais étudiant en médecine, je voulais suivre un cours facultatif en science des cellules cérébrales, mais il n'y avait qu'un seul laboratoire à New York avec une bonne personne avec qui je pourrais travailler. C'était du jamais vu. Maintenant, vous allez dans la rue et toutes les autres personnes que vous rencontrez font de la science du cerveau.
«Je travaillais dans un laboratoire pour la première fois en 1955. En 1969, une société s'était formée en Amérique du Nord, appelée Society of Neuroscience, et comptait 600 membres. Il compte maintenant 35,000 XNUMX membres. Le nombre de personnes travaillant maintenant dans la science du cerveau a énormément augmenté. C'est parti d'une discipline obscure. C'est maintenant l'un des domaines les plus passionnants, sinon le plus passionnant de la biologie.
Il s'agit de la deuxième partie d'une série en quatre parties intitulée Inside Your Brain sur CBC's The National, World at Six et CBC.ca explorant comment les neurosciences modernes changent notre façon de penser. Dans la troisième partie, Kelly Crowe découvre que nos cerveaux sont très actifs même lorsque nous les percevons comme inactifs et que le cerveau inactif peut être la clé de la conscience. La recherche de cette série a été financée par un prix de journalisme des Instituts de recherche en santé du Canada.
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