Ro-ràdh

“Dh'aidich sinn gu robh sinn gun chumhachd a thaobh ar tràilleachd - gu robh ar beatha air a bhith neo-riaghlaidh” ag ràdh a ’chiad tenet den phrògram ceum Narcotics Anonymous 12 [1]. Tha seo a ’nochdadh mar a lorgas daoine gun chumhachd iad fhèin a thaobh a bhith a’ cur an aghaidh dhrogaichean, a dh ’aindeoin gu bheil fios aca gur e gnìomh ceàrr a th’ ann a bhith a ’gabhail dhrogaichean [2]-[4]. Gu dearbh, is e comharradh tràilleachd a bhith a ’sireadh dhrogaichean eadhon aig cosgais droch bhuaidhean follaiseach [5]. Tha ainm-sgrìobhte de ghiùlan pathology mar sin follaiseach ann an deuchainnean fo smachd far a bheil tràillean a ’nochdadh“ mearachd fèin-mhìnichte ”àbhaisteach: neo-chunbhalachd eadar an fhreagairt giùlan làidir a dh’ ionnsaigh roghainnean co-cheangailte ri drogaichean agus an luach cuspaireil coimeasach ìseal a tha an addict ag aithris airson an druga. [4], [6], [7]. Nuair a thèid a chur còmhla ri call smachd inntinneil bacaidh air giùlan, às deidh nochdadh fada air drogaichean, dh ’fhaodadh an eadar-dhealachadh seo eadar na planaichean inntinneil agus na cleachdaidhean daingnichte gluasad bho bhith a’ giùlan cas gu giùlan èiginneach a tha a ’sireadh dhrogaichean. [8].

Tha call smachd inntinn agus mearachd fèin-mhìnichte gu ruige seo air mìneachadh prionnsapal a thoirt a-steach le modalan foirmeil de chur-ris [9]-[13]. Tha teòiridhean coimpiutaireachd roimhe air cuir ri drogaichean, mar as trice air an suidheachadh taobh a-staigh frèam ionnsachaidh ath-neartachaidh, a ’faicinn tràilleachd mar staid pathology den t-siostam ionnsachaidh àbhaisteach (brosnachadh-freagairt) [9]-[13]. Is e am prìomh bheachd a tha air cùl nam modailean sin gu bheil buaidh cungaidh-leigheis dhrogaichean air soidhneadh dopamine, a rèir coltais a ’giùlan comharra teagaisg freagairt-freagairt, a’ leantainn gu cus ath-neartachadh mean air mhean de na comainn sin. Tha a ’bhuaidh seo an uair sin a’ leantainn gu cleachdaidhean èigneachail a bhith a ’sireadh dhrogaichean. Ged a tha an sealladh lùghdaichte seo de chur-ris air cuid de rudan a ghlacadh, tha co-aontachd a tha a ’sìor fhàs anns an litreachas tràilleachd a’ nochdadh gu bheil ioma-shiostam ionnsachaidh an sàs anns an eòlas-eòlas. Is e dìreach dealbh cho iom-fhillte a tha a ’toirt a-steach eòlas-inntinn eanchainn, a bharrachd air pròiseasan gnàthach ìre ìosal, as urrainn mìneachadh a dhèanamh air na diofar dhòighean giùlain coltach ri tràilleachd [8], [14].

Anns a ’phàipear seo, bidh sinn a’ cleachdadh dòigh ionnsachaidh ath-neartachadh hierarchical [15] far a bheil co-dhùnaidhean air an riochdachadh aig diofar ìrean de tharraing, ann an rangachd cognitive-to-motor. Tha sinn a ’gabhail ris gu bheil casg de ionnsachadh a tha an urra ri dopamine a’ ceangal ìrean den rangachd ri chèile [16]. Tha sinn cuideachd a ’gabhail ris gu bheil drogaichean mì-ghnàthachaidh a’ toirt thairis an uidheamachd conaltraidh eadar ìrean tarraing. Stèidhichte air na barailean sin, tha sinn a ’sealltainn gu bheil an eas-aonta fiosrachail a chaidh aithris ann an luchd-cuiridh a’ nochdadh taobh a-staigh frèam ionnsachaidh ath-neartachadh hierarchical nuair a bhios foillseachadh dhrogaichean cronail a ’cur dragh air ionnsachadh luach thar an rangachd cho-dhùnaidhean. Bidh an aimhreit seo a ’leantainn gu cus luachadh pathologach air roghainnean dhrogaichean aig pròiseasan àbhaisteach aig ìre ìosal agus mar sin a’ stiùireadh giùlan àbhaisteach a tha a ’sireadh dhrogaichean. Bidh sinn an uairsin a ’sealltainn gum faodar“ mì-thoileachas ”ach a bhith a’ sireadh dhrogaichean a mhìneachadh mar phròiseasan àbhaisteach aig ìre ìosal a tha fo bhuaidh dhrogaichean, a ’faighinn smachd air giùlan, fhad‘ s a bhios siostaman inntinneil fallain aig na h-ìrean riochdachaidh as àirde a ’call smachd air giùlan. A bharrachd air an sin, tha sinn a ’dearbhadh gum faod am modail a thathar a’ moladh cunntas a thoirt air fianais o chionn ghoirid air leasachadh luath vs dàil de dh ’elux dopamine cue-elicited anns an striatum ventral vs dorsal, fa leth, a bharrachd air eisimeileachd a’ phàtrain seo air cuairteachadh snìomhach dopamine.

Stuthan agus Dòighean-obrach

Ro-chùisean

Ann an co-chòrdadh ri litreachas saidhgeòlas inntinn beairteach, ar n-ionnsachadh ath-neartachadh hierarchical [15], [18] tha frèam a ’gabhail ris gum faodar plana inntinneil eas-chruthach mar“ tì grùdaidh ”a bhriseadh sìos ann an sreath de ghnìomhan aig ìre nas ìsle: uisge a ghoil, tì a chuir anns a’ phoit, msaa. Bidh an lobhadh sin a ’dol air adhart gus am bi freagairtean ìre motair concrait aig an ìre as ìsle den rangachd (Figear 1A). Gu neurobiologically, tha na diofar ìrean de rangachd co-dhùnaidhean bho ìrean inntinneil gu motair air an riochdachadh air an axis rostro-caudal den chuairt cortico-basal ganglia (BG) [19]-[21]. Tha an cuairteachadh seo air a dhèanamh suas de ghrunn lùban dùinte co-shìnte eadar an cortex aghaidh agus an ganglia basal [22], [23] (Figear 1B). Ach, tha na lùban roimhe mar thoradh air riochdachadh nas eas-chruthach de ghnìomhan, tha na lùban caudal, a tha air an dèanamh suas de cortex mothachaidh-motair agus striatum dorsolateral, a ’còdachadh cleachdaidhean aig ìre ìosal. [19]-[21].

Luchdaich a-nuas:

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (1.06MB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (1.56MB)

Figear 1. Eagrachadh rangachaidh air giùlan agus an cuairteachadh cortico-BG.

A, Eisimpleir de rangachd co-dhùnaidhean airson dà roghainn eile: droga an aghaidh biadh. Tha gach cùrsa gnìomh air a riochdachadh aig diofar ìrean de tharraing, a rèir coltais air a chòdachadh aig diofar lùban cortico-BG. Dh ’fhaodadh a bhith a’ sireadh gach aon den dà sheòrsa duais a ’leantainn peanas de mheudachd 16. B, Bidh ceanglaichean glutamatergic bho dhiofar raointean prefrontal a ’pròiseict gu fo-roinnean striatal agus an uairsin a’ pròiseict air ais chun PFC tron ​​pallidum agus thalamus, a ’cruthachadh grunn lùban co-shìnte. Tron lìonra dopamine striato-nigro-striatal, tha roinnean ventral an striatum a ’toirt buaidh air na roinnean nas droma. vmPFC, cortex prefrontal medial ventral; OFC, cortex aghaidh orbital; dACC, cortex cingulate anterior dorsal; SMC, cortex mothachaidh-motair; VTA, sgìre teasach ventral; SNc, substantia nigra pars compacta. Figear 1B Atharrachadh bho ref 21.

doi: 10.1371 / journal.pone.0061489.g001

Taobh a-staigh na cuairteachadh seo, tha gnìomhachd mean air mhean de neurons dopamine midbrain (DA) a tha a ’stobadh a-mach don striatum a’ comharrachadh a ’mhearachd eadar duaisean a chaidh a ro-innse agus a fhuaireadh, agus mar sin a’ giùlan fiosrachadh ath-neartachadh freagairt-brosnachaidh [24]. Tha na ro-mheasaidhean DAergic seo a ’cruthachadh ceangal sreathach casgach a’ ceangal nan roinnean nas ventral den striatum gu barrachd roinnean droma tro na ceanglaichean ″ spiraling ″ ris an canar. [25]-[27] (Figear 1B). Gu gnìomhach, tha an leithid de bhuidheann feed-forward a ’ceangal an rostral gu lùban cortico-BG caudal a’ ceadachadh ceangal dìreach bho riochdachaidhean garbh gu càin. A rèir sin, thathas a ’gabhail beachd air na snìomhagan DA gus substrate neurobiologic a thoirt seachad airson gleusadh adhartach mearachd ro-innse duais le ìrean nas àirde na rangachd (a’ còdachadh an eòlas eas-chruthach mu luach roghainnean giùlain). Thathas a ’cleachdadh a’ mhearachd seo an uairsin airson luachan gnìomh ùrachadh aig ìrean nas mionaidiche [16]. Ann am faclan eile, tha na snìomhagan DA a ’toirt cothrom do na h-ìrean luachaidh inntinneil luachaidh a bhith a’ stiùireadh an ionnsachaidh anns na pròiseasan luachaidh gnìomh nas mionaidiche.

Sgeidse teòiridh

A thaobh an teòiridh coimpiutaireachd mu ionnsachadh ath-neartachaidh [28] (RL), bidh an neach-ionaid (sa chùis againn neach no beathach) ag ionnsachadh roghainnean gnìomh fiosraichte a dhèanamh le bhith ag ùrachadh a luach tuairmseach ro-làimh, , airson gach paidhir gnìomh-stàite, , nuair duais air fhaighinn leis an neach-ionaid aig àm mar thoradh air gnìomh a choileanadh anns an stàit co-theacsail (brosnachadh) . An luach ùrachadh le bhith a ’coimpiutaireachd an comharra mearachd ro-innse duais. Tha an comharra seo chan ann a-mhàin an urra ris an duais a gheibhear sa bhad (), ach cuideachd air luach na stàite ùir a bhios an neach-ionaid a ’crìochnachadh, às deidh an gnìomh sin a choileanadh. Air a chomharrachadh le , tha an gnìomh luach adhartach seo sealach a ’riochdachadh an t-suim de dhuaisean san àm ri teachd a tha dùil aig a’ bheathach bhon stàit a thig às, , air adhart. Faodar mearachd an ro-innse a thomhas leis a ’cho-aontar a leanas:

(1)

Gu h-inntinneach, tha an comharra mearachd ro-innse a ’dèanamh coimeas eadar an eadar-dhealachadh eadar an luach ris a bheil dùil agus luach buannachdail gnìomh. Ann an structar co-dhùnaidhean hierarchical, ge-tà, seach a bhith ag ionnsachadh na -làimhe gu neo-eisimeileach aig diofar ìrean, faodaidh ìrean nas eas-chruthach an comharra teagaisg a tha air a thomhas aig ìrean nas ìsle a ghleusadh. Leis gu bheil ìrean nas àirde den rangachd a ’riochdachadh riochdachadh nas eas-chruthach de thachartasan àrainneachd, bidh ionnsachadh a’ tachairt nas luaithe anns na h-ìrean sin. Tha seo mar thoradh air cho ìosal agus a tha an riochdachadh eas-chruthach de ghiùlan: faodar plana gnìomh a riochdachadh mar aon cheum (aon tomhas) aig àrd-ìre na rangachd agus mar iomadh gnìomh mionaideach (ioma-mheud) aig na h-ìrean as ìsle. den rangachd. Bhiodh luach àrd-ìre a ’phlana gnìomh seo air ionnsachadh gu sgiobalta an taca ris na h-ìrean mionaideach far am feumadh mearachdan duais a h-uile ceum gnìomh mionaideach a thionndadh air ais. Mar sin, le bhith a ’gleusadh nan luachan ìre as ìsle leis an fhiosrachadh luach bho na h-ìrean as àirde faodaidh luathachadh nan luachan sin a luathachadh. Is e aon dòigh staitistigeil èifeachdach airson sin a dhèanamh a bhith den bheachd airson coimpiutaireachd an comharra mearachd ro-innse aig an -th ìre toirt air falbh, , gnìomh luach adhartach sealach, , a ’tighinn bho aon ìre nas àirde de tharraing, [16]:

(2)

Gus dòchas a ghleidheadh, chan urrainnear co-aontar 2 a chleachdadh airson a bhith a ’dèanamh suas mearachd ro-innse ach nuair a thèid an gnìomh prìomhadail mu dheireadh de roghainn eas-chruthach a dhèanamh (faic Figear S1 a-steach File S1). Ann an cùisean eile, bidh ionnsachadh luach aig diofar ìrean a ’tachairt gu neo-eisimeileach, mar ann an co-aontar 1. Anns gach cùis, thèid an comharra teagaisg a chleachdadh an uairsin gus na luachan roimhe ùrachadh aig an ìre cho-fhreagarrach:

(3)
far a bheil an ìre ionnsachaidh. Tha an seòrsa seo de roinneadh fiosrachaidh eadar-ìre so-chreidsinneach gu bith-eòlasach seach gu bheil e a ’nochdadh structar snìomhach cuairteachadh DA, a’ giùlan an fhiosrachaidh sìos an rangachd anns an stiùireadh ventro-dorsal. Aig an aon àm, bidh a bhith air a stiùireadh le ìrean nas eas-chruthach a ’luathachadh ionnsachadh gu mòr, a’ lughdachadh meudachd ionnsachadh luach aig ìrean mionaideach [16].

Anns a ’phàipear seo tha sinn a’ sealltainn gun deach an eadar-obrachadh eadar dreach atharraichte den mhodal a leasachadh ann [16] agus faodaidh buaidhean cungaidh-leigheis sònraichte dhrogaichean mì-ghnàthachaidh air an t-siostam dopaminergic dàta co-cheangailte ri tràilleachd a ghlacadh aig ìrean anailis a tha gu tur eadar-dhealaichte: giùlan agus ìre neurobiologic aig ìre cuairteachaidh. An toiseach, tha am modail ùr a ’toirt a-mach mìneachadh làidir a dh’ fhaodadh a bhith ann airson grunn thaobhan giùlain inntinneach co-cheangailte ri cuir ri drogaichean (me am mearachd fèin-mhìnichte [4], [6], [7]). San dàrna àite, is urrainn dhuinn cunntas a thoirt air raon farsaing de dh ’fhianais a thaobh daineamaigs an sgaoileadh dopamine le drogaichean [17].

Bidh sinn ag atharrachadh a ’mhodail a tha air a thaisbeanadh ann [16] mar a leanas. Bidh sinn a ’dèanamh a’ mhodail nas èifeachdaiche a thaobh comas cuimhne obrach le bhith ag ath-nuadhachadh le , ann an co-aontar 2, leis gu bheil an dà luach a ’tighinn còmhla aig an aon ìre sheasmhach (faic Figear S2 a-steach File S1, airson bunait coimpiutaireachd agus neurobiologic):

(4)

An seo, an roghainn an ìre mhath eas-chruthach agus an gnìomh prìomhaideach mu dheireadh san t-sreath giùlain a tha a ’lìonadh an roghainn seo gu h-iomlan. San aon dòigh, is e luach buannachdail a th ’ann , a tha a ’gabhail a-steach (luach buannachdail ).

Gu deatamach, tha na diofar dhrogaichean a tha daoine a ’cleachdadh a’ co-roinn seilbh bunaiteach de bhith a ’meudachadh dùmhlachd dopamine ann an striatum [29]. A rèir sin, bidh sinn a ’toirt a-steach buaidh cungaidh-leigheis an druga le bhith a’ cur bias adhartach ris, , (Faic cuideachd [9]-[12]) chun a ’chomharra mearachd ro-innse air a ghiùlan le dopamine neurons (faic Figear S3 a-steach File S1, airson bunait coimpiutaireachd agus neurobiologic):

(5)

seo a ’glacadh buaidh cungaidh-leigheis dìreach dhrogaichean air an t-siostam DA, agus a luach ath-neartachaidh mar thoradh air na buaidhean euphorigenic (faic File S1 airson fiosrachadh a bharrachd).

Fhad ‘s a tha co-aontaran 3 agus 5 còmhla a’ mìneachadh an uidheamachd coimpiutaireachd gus na luachan anns a ’mhodal againn ùrachadh, tha sinn cuideachd a’ gabhail a-steach gu bheil uidheamachd farpais stèidhichte air mì-chinnt a ’dearbhadh an ìre tarraing a tha a’ cumail smachd air giùlan. Tha seo air a bhrosnachadh leis an dòigh a chaidh a mholadh ann an [29] airson rèiteachadh eadar na siostaman gnàthach is amasan-amas. A thaobh seo, aig gach puing co-dhùnaidh, chan eil ach an ìre tarraing-às leis an dearbhadh as àirde ann a bhith a ’toirt tuairmse air luach roghainnean a’ cumail smachd air giùlan. Aon uair ‘s gu bheil an ìre seo air co-dhùnadh a dhèanamh, thèid na h-ìrean as ìsle den rangachd a chleachdadh leis an ìre smachdail seo gus an gnìomh taghte a bhuileachadh mar sreath de fhreagairtean motair prìomhadail (faic File S1 airson fiosrachadh a bharrachd; Figear S4 a-steach File S1; Figear S5 a-steach File S1). Nuair a gheibh thu fios air ais bhon àrainneachd, thèid na luachan aig gach ìre ùrachadh. Tha an dòigh rèiteachaidh stèidhichte air mì-chinnt seo a ’ro-innse, leis gu bheil pròiseasan eas-chruthach nas sùbailte, gu bheil comas luach-tuairmseach nas fheàrr aca aig ìrean tràtha ionnsachaidh agus mar sin smachd air giùlan aig na h-ìrean sin. Ach, leis gu bheil na h-ìrean eas-chruthach a ’cleachdadh riochdachadh garbh den àrainneachd (me air sgàth gu bheil àireamh caran beag de ghnìomhan bunait ann), chan eil an comas tuairmseach luach deireannach cho mionaideach ris an fheadhainn aig ìrean mionaideach. Ann am faclan eile, às deidh trèanadh farsaing tha an dearbhadh a tha co-cheangailte ris na luachan measta nas ìsle airson ìrean nas ìsle na rangachd an coimeas ris na h-ìrean àrda. Mar sin, le ionnsachadh adhartach, bidh na h-ìrean as ìsle den rangachd a ’gabhail thairis smachd air an taghadh gnìomh, leis gu bheil an cuid mì-chinnt a’ lùghdachadh mean air mhean. Tha seo ag aontachadh le grunn loidhnichean fianais a ’sealltainn ceannas adhartach air an droma thairis air an striatum ventral anns an smachd air a bhith a’ sireadh dhrogaichean (a bharrachd air a bhith a ’sireadh dhuaisean nàdurrach) [8], [30], [31].

toraidhean

Bidh neo-chunbhalachd luachaidh rangachd a ’nochdadh fo dhrogaichean ach chan e dhuaisean nàdurrach

An coimeas ri na modalan coimpiutaireachd tràilleachd stèidhichte air ionnsachadh a bha ann roimhe [9]-[13] a tha stèidhichte air dòigh-obrach aon-cho-dhùnadh, tha an cunntas againn a ’togail air frèam-obrach ioma-eadar-ghnìomhach. Mar thoradh air an sin, ged a tha an cruth de bhuaidh dhrogaichean modail air a ’chomharra mearachd ro-innse anns a’ mhodal againn coltach ris an fheadhainn a bh ’ann roimhe [9]-[12], bidh buil bunaiteach eadar-dhealaichte ann. Tha an àrdachadh dopamine neo-ghluasadach air a bhrosnachadh le drogaichean a ’neartachadh mearachd ro-innse sa bhad aig gach ìre den rangachd agus mar thoradh air sin, a’ toirt a-steach bias, , air gluasad eòlais bho aon ìre de thoirt air falbh chun ath ìre, air taobh garbh-gu-fìor na rangachd. Tha an claonadh seo ag adhbhrachadh gu bheil luach asymptotic a bhith a ’sireadh dhrogaichean aig ìre sònraichte aonadan nas àirde na aon ìre nas eas-chruthach (Figear 2B). Tha cruinneachadh nan eadar-dhealachaidhean sin air an axis rostro-caudal a ’sìor fhàs eadar-dhealachaidhean mòra ann an luach giùlan sireadh dhrogaichean eadar na h-ìrean as àirde agus as ìsle den rangachd. Mar sin, eadhon nuair a thèid peanas làidir a leantainn, tha luach giùlan co-cheangailte ri drogaichean fhathast deimhinneach aig na lùban motair aig ìre ìosal, fhad ‘s a dh’ fhàsas e àicheil aig ìrean inntinneil. Ann am faclan eile, tha am modail a ’ro-innse gum bi cruinneachadh de bhuaidh dhrogaichean thairis air snìomhagan DA a’ meudachadh luach a tha a ’sireadh dhrogaichean aig cleachdaidhean ìre motair gu ìre cho àrd is nach bi eadhon peanas làidir nàdurrach comasach air a lughdachadh gu leòr. Tha sinn a ’moladh gu bheil seo a’ mìneachadh an neo-chunbhalachd eadar measadh inntinneil agus ìre ìosal de ghiùlan co-cheangailte ri drogaichean ann an tràillean. Ann am faclan eile, tha sinn a ’moladh gum bi sireadh dhrogaichean èiginneach agus an elasticity a tha air a lughdachadh gu mòr gu cosgaisean co-cheangailte a’ tighinn bho bhuaidh cungaidh-leigheis an druga a tha a ’gabhail thairis an uidheamachd a tha an urra ri dopamine a tha a’ gluasad an fhiosrachaidh am measg ìrean rangachd co-dhùnaidhean.

Luchdaich a-nuas:

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (289KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (471KB)

Figear 2. Gluasad airson biadh vs droga aig diofar ìrean de tharraing (toraidhean atharrais).

Anns a ’chiad deuchainnean 150 far nach eil peanas sam bith a’ leantainn an duais, tha an luach a bhith a ’sireadh dhuaisean nàdurrach aig gach ìre a’ tighinn còmhla ri 10 (A). Airson cùis droga, ge-tà, buaidh cungaidh-leigheis dìreach droga (, air a shuidheachadh gu) a ’leantainn gu luach asymptotic aig gach ìre a bhith aonadan nas àirde na aon ìre de tharraing nas àirde (B). Mar sin, nuair a thèid peanas a leantainn, ach ged a bhios lùban inntinneil a ’sònrachadh luach àicheil gu roghainn a tha a’ sireadh dhrogaichean, tha lùban ìre motair ga fhaighinn feumail a bhith a ’sireadh dhrogaichean (luach adhartach). Tha na lùban san fhigear seo a ’sealltainn mean-fhàs luachan ann am beathach samhlachail“ aon ”agus mar sin, cha robh mion-sgrùdadh staitistigeil iomchaidh.

doi: 10.1371 / journal.pone.0061489.g002

Ged a tha drogaichean, anns a ’mhodail againn, a’ leantainn gu luachadh mì-chothromach thar ìrean, tha luach dhuaisean nàdurrach a ’tighinn chun aon luach thar gach ìre, air sgàth dìth buaidh lèigheasach dìreach air uidheamachd chomharran DA (). Mar thoradh air an sin, cha bhithear a ’cumail sùil air neo-chunbhalachd no cus luachadh aig ìrean mionaideach a thaobh dhuaisean nàdurrach (Figear 2A). Bu chòir cus luachadh air freagairtean sireadh dhrogaichean aig ìrean nas ìsle den rangachd leantainn gu roghainn neo-àbhaisteach de dhrogaichean seach dhuaisean nàdurrach, agus cus com-pàirteachadh ann an gnìomhan co-cheangailte ri drogaichean.

Dopamine eadar-dhealaichte a ’freagairt anns an striatum ventral an aghaidh dorsal gu cuisean co-cheangailte ri drogaichean

Gu neurobiologically, tha dreuchdan eadar-dhealaichte de na fo-roinnean striatal ann a bhith a ’faighinn agus a’ cur an cèill giùlan a tha a ’sireadh dhrogaichean air a bhith aig cridhe sgrùdadh tràilleachd. Tha fianais connspaideach bho dhiofar sreathan de sgrùdadh a ’moladh gu bheil an gluasad giùlain bho chur-seachad gu cleachdadh dhrogaichean èiginneach a’ nochdadh gluasad luachaidh neurobiologic bhon ventral chun striatum dorsolateral [8], [33], [34], a ’co-fhreagairt gluasad bho ìrean inntinneil gu ìrean mionaideach anns a’ mhodal againn. A rèir ar modail, thathas a ’sealltainn gu bheil pàirt deatamach aig lìonra snìomhaidh DA a tha a’ ceangal an ventral ri barrachd roinnean droma den striatum anns a ’ghluasad seo [25].

Ann am prìomh sgrùdadh o chionn ghoirid rinn Willuhn et al. [17] rinn e measadh air pàtran leigeil às dopamine mar fhreagairt air glaisean co-cheangailte ri drogaichean ann an striatum ventral agus dorsolateral radain rè trì seachdainean bho bhith a ’faighinn eòlas air cocaine. A ’cleachdadh foltammetry cearcallach luath-scan, b’ e an sgrùdadh breithneachail gun nochd DA efflux cue-brosnaichte anns an striatum ventral eadhon às deidh trèanadh glè bheag. An coimeas ri sin, sheall an striatum dorsolateral DA efflux cue-bhrosnaichte dìreach às deidh trèanadh farsaing, agus dh ’fhalbh leasachadh a’ phàtrain fuasglaidh seo nuair a chaidh an striatum ventral a leòn anns an leth-chruinne ipsilateral.

Leis gu bheil an rèiteachadh ùineail de bholtammetry luath-scan a ’glacadh caochlaidhean subsecond ann an dùmhlachd, bu chòir am pàtran amharc de DA efflux a bhith air a thoirt do chomharradh DA“ mean air mhean ”agus mar sin, don t-soidhne mearachd ro-innse, a rèir teòiridh RL dopamine [24]. A rèir teòiridh RL, tha an comharra mearachd ro-innse air a bhith a ’cumail sùil air brosnachadh ris nach robh dùil co-ionann ris an luach buannachdail a tha an spreagadh sin a’ ro-innse. Mar sin, tha sgaoileadh DA air a bhrosnachadh le cue co-ionann ris an luach a tha dùil aig a ’chomhairle sin.

A thaobh seo, tha am frèam rangachd againn a ’toirt seachad mìneachadh foirmeil airson a’ phàtran eadar-dhealaichte de DA efflux ventral an aghaidh dorsal a chaidh aithris ann an [17]. Bidh an luach a thathar a ’ro-innse leis a’ bheachd co-cheangailte ri drogaichean aig ìrean inntinneil eas-chruthach na rangachd a ’meudachadh gu luath aig ìrean tràtha trèanaidh (Figear 2B), mar thoradh air cho ìosal ‘s a tha an duilgheadas ionnsachaidh aig ìrean àrda de tharraing. Mar thoradh air an sin, tha am modail againn a ’sealltainn gum bu chòir cumail ris an DA efflux cue-brosnaichte anns an striatum ventral eadhon às deidh trèanadh cuibhrichte (Figear 3). Aig na h-ìrean riochdachaidh nas mionaidiche, ge-tà, tha am pròiseas ionnsachaidh slaodach (Figear 2B), mar thoradh air àrd-mheudachd an àite duilgheadas, a bharrachd air eisimeileachd ionnsachaidh air ìrean nas eas-chruthach tro shnìomhain DA. Mar thoradh air an sin, bu chòir DA efflux cue-brosnaichte anns an striatum dorsolateral leasachadh mean air mhean agus a bhith follaiseach dìreach às deidh trèanadh farsaing (Figear 3).

Luchdaich a-nuas:

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (447KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (896KB)

Figear 3. Dopamine efflux aig diofar fo-roinnean striatal mar fhreagairt air glaisean co-cheangailte ri drogaichean (toraidhean atharrais).

A rèir dàta deuchainneach [17], tha am modail a ’sealltainn (colbh air an taobh chlì) gum bi dopamine efflux anns an striatum ventral, mar fhreagairt air cuisean co-cheangailte ri drogaichean, às deidh trèanadh cuibhrichte agus farsaing. Ann am barrachd fo-roinnean dorsolateral, ge-tà, bidh DA efflux cue-elicited DA a ’leasachadh mean air mhean rè an ionnsachaidh. Tha am modail a ’ro-innse (an dàrna colbh bhon làimh dheis) gu bheil an dàil seo de leasachadh DA efflux cue-elicited ann an striatum droma an urra ris a’ cheangal sreathach a tha an urra ri DA a tha a ’ceangal an ventral ris an striatum dorsal. Is e sin, mar thoradh air a bhith a ’dì-cheangal na snìomhagan DA, ach ged a tha freagairt DA le cue fhathast slàn anns an striatum ventral, tha e a’ lughdachadh gu mòr anns an striatum dorsolateral. A bharrachd air an sin, tha am modail a ’ro-innse (an treas colbh bhon làimh dheis) toraidhean co-ionann airson DA efflux cue-brosnaichte ann an striatum dorsolateral airson cùis striatum ventral lesioned. Mu dheireadh, ma dh ’obraicheas peanas an dèidh droga farsaing cue dhrogaichean ann am beathaichean slàn, tha peanas a’ leantainn (colbh air an làimh dheis) gum bi cue co-cheangailte ri drogaichean a ’leantainn gu casg air cas ventral de shnìomhain DA, eadhon às deidh trèanadh cuibhrichte. Ann an roinnean nas droma, ge-tà, bidh DA efflux a ’lùghdachadh gu slaodach rè ionnsachadh, ach cumaidh e deimhinneach, eadhon às deidh paidhrichean peanasachaidh dhrogaichean farsaing. Gheibhear an dàta a tha air a thaisbeanadh san fhigear seo bho “aon” beathach samhlachail agus mar sin, cha robh mion-sgrùdadh staitistigeil iomchaidh.

doi: 10.1371 / journal.pone.0061489.g003

A bharrachd air an sin, tha am modail againn a ’mìneachadh an fhianais ann an [17] gu bheil an leithid de leasachadh dàil de DA efflux cue-elicited anns an striatum dorsolateral an urra ris an striatum ventral (Figear 3). Anns a ’mhodail againn, bidh lesion aon-thaobhach coltach ris an striatum ventral (an ìre luachaidh eas-chruthach anns a’ mhodail) a ’lughdachadh gu mòr an luach a tha dùil aig drogaichean aig ìrean mionaideach anns an leth-chruinne ipsilateral agus mar sin, a’ lughdachadh gu mòr an ìre de efflux DA a tha air a bhrosnachadh le cue. Gus modal a dhèanamh air lesion an striatum ventral, bidh sinn dìreach a ’càradh luach gach brosnachaidh aig an ìre as àirde den rangachd gu neoni.

San aon dòigh, tha am modail againn a ’ro-innse gu bheil leasachadh comharran DA ìre anns an striatum dorsolateral an urra ri ionracas cuairteachadh snìomhach DA (Figear 3). Gu dearbh, tha dì-cheangal ann an cuairteachadh snìomhach DA anns a ’mhodal againn a’ gearradh a ’chonaltraidh thar ìrean tarraing-às, a tha e an uair sin a’ cur casg air a bhith a ’cruinneachadh a’ chlaonadh a tha air a bhrosnachadh le drogaichean air a ’chomharra ath-neartachaidh, a rèir ìrean rangachd co-dhùnaidhean. Gus modal a dhèanamh air an dì-cheangal ann an cuairteachadh sreathach DA-eisimeileach de striatum ventral gu dorsal, bidh sinn a ’clampadh gach ìre de tharraing gus an comharra mearachd ro-innse a thomhas gu h-ionadail (mar ann an co-aontar 3), gun a bhith a’ faighinn luach na stàite adhartach sealach bhon ìre as àirde sa bhad. ìre tarraing.

A bharrachd air an sin, tha am modail a ’dèanamh a-mach gun atharraich am pàtran DA efflux cue-elicited DA ma thig trèanadh farsaing le cuisean co-cheangailte ri cocaine agus cocaine, mar anns an deuchainn gu h-àrd, bidh aon a’ tòiseachadh a ’càradh lìbhrigeadh cocaine le peanas làidir. Tha sinn a ’dèanamh a-mach gum bu chòir an DA efflux mar fhreagairt don chiw co-cheangailte ri cocaine a dhol sìos gu luath fon bhun-loidhne anns an striatum ventral. Anns an striatum dorsolateral, ge-tà, bu chòir leigeil ma sgaoil DA-brosnaichte fuireach os cionn na bun-loidhne (Figear 3) le lùghdachadh pàirt dàil comasach. Tha seo a ’nochdadh a bhith a’ sònrachadh luach suimeil adhartach don bhrosnachadh dhrogaichean aig ìrean mionaideach, a dh ’aindeoin luachan àicheil (fon bhun-loidhne) aig ìrean inntinneil. Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil an ro-aithris seo an urra ris a ’bharail gu bheil peanas air a làimhseachadh leis an eanchainn dìreach mar dhuais àicheil. Tha am beachd seo beagan connspaideach: tha e soilleir gu bheil e a ’faighinn taic bho sgrùdaidhean deuchainneach [35], ach cuideachd air a dheasbad le feadhainn eile [14], [36]. A bharrachd air an ro-aithris seo, chan eil taobhan eile den mhodail an urra ri co-dhiù a bheil peanas air a chòdachadh le dopamine no le siostam comharran eile.

An clàr trèanaidh a chleachd Willuhn et al. [34] chan eil e air a leudachadh gu leòr gu bhith a ’toirt a-mach giùlan èiginneach a tha a’ sireadh dhrogaichean, air a chomharrachadh le neo-mhothachadh gu peanasan co-cheangailte ri drogaichean [37], [38]. Mar sin, is e prìomh cheist a tha ri fhreagairt dè an dàimh a th ’ann eadar leasachadh dàil air freagairt DA air a bhrosnachadh le cue ann an DLS, agus leasachadh fadalach air freagairt èiginneach. A rèir ar modail, tha giùlan èiginneach a ’feumachdainn chan e a-mhàin luachadh ro mhòr de roghainn dhrogaichean aig ìrean ìosal den rangachd, ach cuideachd gluasad smachd air giùlan bhon chogais eas-chruthach gu na pròiseasan àbhaisteach aig ìre ìosal. Tha sgèile-ùine an dà phròiseas seo gu ìre mhòr an urra ri chèile: tha am pròiseas cus luachaidh an urra ri comharra mearachd ro-innse, fhad ‘s a tha gluasad smachd giùlain cuideachd an urra ri mì-chinnt ann an tuairmse luach. Mar sin, faodaidh cus luachadh chuisean co-cheangailte ri drogaichean aig ìrean ìosal den rangachd mus tig smachd air giùlan bho mhullach gu bonn na rangachd. Tha na dearbh ìrean ùine anns an dà phròiseas an urra ris an ìre ionnsachaidh agus am fuaim a tha dualach aig na diofar ìrean, fa leth (faic File S1 airson fiosrachadh a bharrachd). Ann am faclan eile, tha coltas ann gum faodadh an dopamine efflux cue-brosnaichte san DLS leasachadh gu mòr mus tèid an lorg dhrogaichean èiginneach a nochdadh gu giùlan.

Buadhan giùlain an luachaidh neo-chunbhalach airson drogaichean an aghaidh dhuaisean nàdurrach

Gu giùlain, anns a ’mhodail againn, ma tha peanas air a pharadh le drogaichean aig ìrean tràtha de chleachdadh dhrogaichean saor-thoileach, bidh luach eas-chruthach freagairt sireadh dhrogaichean a’ fàs àicheil gu luath. A ’gabhail ris gu bheil lorg dhrogaichean air a smachdachadh le ìrean eas-chruthach aig na h-ìrean tràtha sin, bidh luachadh eas-chruthach àicheil air roghainn dhrogaichean a’ fàgail nach eil an cuspair deònach eòlas fhaighinn air a ’chùrsa gnìomh sin nas fhaide. Bheir seo casg air daingneachadh roghainn làidir aig ìre ìosal a thaobh dhrogaichean thar ùine. Mar sin, tha am modail a ’mìneachadh elasticity roghainnean dhrogaichean gu cosgaisean aig ìrean tràtha de chaitheamh dhrogaichean, ach chan ann às deidh cleachdadh cronail. Gu cunbhalach, tha modalan tràilleachd bheathaichean a ’sealltainn gu bheil neo-sheasmhachd freagairtean sireadh dhrogaichean do bhuilean cronail co-cheangailte ri droga a’ leasachadh dìreach às deidh fèin-rianachd dhrogaichean fada, ach gun a bhith a ’cleachdadh dhrogaichean. [37], [38]. An coimeas ris an teòiridh againn, modalan coimpiutaireachd na bu tràithe de chur-ris [9], [10] a ’dol an-aghaidh a’ bhuidheann fianais seo, seach gu bheil iad a ’ro-innse nach bi droch bhuaidh aig toraidhean droch ghiùlan a bhios a’ leantainn cleachdadh dhrogaichean sa bhad, eadhon aig ìrean glè thràth de bhith a ’faighinn eòlas air drogaichean (faic File S1 airson fiosrachadh a bharrachd).

Tha am modail againn a ’toirt cunntas a bharrachd air buaidh bacaidh airson toraidhean dhrogaichean [39]. Is e rud iongantach a th ’ann am blocadh far am bi paidhir brosnachaidh A air a chuir còmhla ro làimh le blocaichean toraidh a’ cruthachadh ceangal eadar brosnachadh eadar-dhealaichte B leis an toradh sin aig ìre trèanaidh às deidh sin, far a bheil an dà chuid A agus B air an taisbeanadh mus tèid an toradh a lìbhrigeadh [40]. Toraidhean bho bhith a ’dèanamh atharrais air a’ mhodal againn ann an dealbhadh deuchainneach Pavlovian (faic File S1 airson fiosrachadh a bharrachd air dreach Pavlovian den mhodail) a ’sealltainn, airson gach cùis de dhuaisean nàdurrach agus drogaichean, nuair a ruigeas an luach measta aig ìre sònraichte den rangachd a staid sheasmhach (seach a bhith a’ fàs gun chrìochan), chan eil ionnsachadh a bharrachd a ’tachairt aig an sin. ìre, leis gu bheil an comharra mearachd ro-innse air a dhol sìos gu neoni (Figear 4). Mar sin, thèid casg a chuir air brosnachadh ùr leis an duais a tha dùil mar-thà. Fianais giùlain a ’sealltainn buaidh bacaidh co-cheangailte ris an dà chuid luchd-neartachadh dhrogaichean agus nàdarra [39] air a chleachdadh mar phrìomh argamaid airson a bhith a ’càineadh a’ mhodail tràilleachd stèidhichte air dopamine a chaidh a mholadh roimhe [9]. An seo sheall sinn gum faod fòcas air nàdar hierarchical riochdachaidhean agus eagrachadh lùb dopamine snìomhach dorsal-ventral cunntas a thoirt air an dàta a tha a ’bacadh, agus mar sin a’ dol timcheall air a ’chàineadh seo (faic File S1 airson fiosrachadh a bharrachd).

Luchdaich a-nuas:

• PPT

  Slideadh PowerPoint

• PNG

  dealbh nas motha (360KB)

• TIFF

  an dealbh tùsail (615KB)

Figear 4. Buaidh blocaidh airson duaisean nàdurrach vs drogaichean.

Tha am modail a ’ro-innse gum bi bacadh a’ tachairt airson duaisean nàdurrach (A) agus drogaichean (B), dìreach ma tha an ùine trèanaidh tùsail “farsaing”, gus am bi a ’chiad bhrosnachadh gu tur a’ ro-innse luach a ’bhuil. Às deidh trèanadh “meadhanach”, bidh ìrean inntinneil a tha nas sùbailte a ’ro-innse nan luachan agus mar sin a’ cur bacadh air tuilleadh ionnsachaidh. Ach, tha ionnsachadh fhathast gnìomhach ann am pròiseasan ìre ìosal nuair a thòisicheas an dàrna ìre trèanaidh (taisbeanadh aig an aon àm den dà bhrosnachadh). Mar sin, tha am modail againn a ’ro-innse gum bi trèanadh tùsail meadhanach ann an deuchainn bacaidh le duaisean nàdurrach cuideachd a’ leantainn gu neo-chunbhalachd inntinneil / giùlain. Gheibhear an dàta a tha air a thaisbeanadh san fhigear seo bho “aon” beathach samhlachail agus mar sin, cha robh mion-sgrùdadh staitistigeil iomchaidh.

doi: 10.1371 / journal.pone.0061489.g004

Mar a chaidh ainmeachadh roimhe, tha grunn loidhnichean fianais a ’nochdadh ceannas adhartach air an dorsal thairis air an striatum ventral anns an smachd air giùlan rè cùrsa ionnsachaidh [8], [31], [32]. Le bhith air a mhìneachadh air cùl an fhianais sin, tha an luachadh mì-chothromach a tha a ’sireadh dhrogaichean air feadh na rangachd cuideachd a’ mìneachadh oidhirpean neo-shoirbheachail luchd-addicts gus cleachdadh dhrogaichean a lughdachadh às deidh eòlas fada le droga, nuair a tha smachd air roghainnean co-cheangailte ri drogaichean air gluasad bho eòlas-inntinn gu ìosal- ìre pròiseasan àbhaisteach. Tha an àrd-cheannas seo de phròiseasan fo bhuaidh dhrogaichean gu nàdarra a ’leantainn gu neo-sheasmhachd giùlain gu cosgaisean co-cheangailte ri drogaichean (a’ sireadh dhrogaichean èiginneach), is dòcha an cois mearachd fèin-mhìnichte. A thaobh dhuaisean nàdurrach, ge-tà, tha am modail againn a ’ro-innse ged a bhios neo-sheasmhachd giùlain ag àrdachadh thar cùrsa an ionnsachaidh, leis nach bi neo-chunbhalachd luachaidh sam bith a’ leasachadh thar ìrean na rangachd, bidh peanasan co-cheangailte ri duais a ’cur bacadh air a bhith a’ sireadh dhuaisean.

Bidh am modail againn a ’cuimseachadh air measadh ghnìomhan ann an rangachd co-dhùnaidh“ a rèir coltais ”, agus a’ fàgail gu aon taobh mar a lorgar na roghainnean eas-chruthach agus na fo-riaghailtean ìre ìosal co-fhreagarrach aca aig àm leasachaidh. Thathas a ’moladh faighinn a-mach rangachd nan co-dhùnaidhean mar phròiseas bhon bhonn gu h-àrd, air a choileanadh le bhith a’ toirt còmhla sreathan de ghnìomhan aig ìre ìosal agus a ’togail roghainnean nas eas-chruthach [41]. Tha am pròiseas seo, a thathas an dùil a bhith a ’gluasad bhon dorsal chun striatum ventral, ann an taobh eile den dòigh farpais a thathar a’ moladh an seo, airson smachd a ghabhail air giùlan.

Deasbaireachd

Mar as trice tha a ’bhuidheann fianais a tha a’ sìor fhàs mu àite eadar-dhealaichte diofar fo-roinnean striatal ann an tràilleachd air a mhìneachadh ann am frèam dichotomy àbhaisteach vs amas-amas [8], [14], [34]. Tha an dòigh co-dhùnaidh rangachd a bhios sinn a ’cleachdadh an seo a’ cur ris na cunntasan dà-shiostam sin. Ach, tha an dòigh-obrach dà-phròiseas a ’dèiligeadh ri diofar algorithms (gun mhodail vs bunait modail [30]) airson a bhith a ’fuasgladh aon dhuilgheadas, tha am frèam RL hierarchical a’ cuimseachadh air riochdachaidhean eadar-dhealaichte den aon dhuilgheadas aig diofar ìrean de tharraing ùineail. Ann an teòiridh, faodaidh an dàrna cuid algorithm àbhaisteach no algorithm amas air gach aon de na riochdachaidhean eadar-dhealaichte sin den duilgheadas fhuasgladh. Anns a ’mhodail againn, tha an cruinneachadh de chlaonaidhean air an adhbhrachadh le drogaichean thairis air snìomhagan DA a’ tachairt ann an suidheachadh far a bheil an algairim tuairmseach luach saor bho mhodail (ionnsachadh àbhaisteach). Ach, chan eil seo a ’diùltadh siostaman stèidhichte air modalan a bhith ag obair aig na h-ìrean as àirde den rangachd. Faodaidh aon dìreach an siostam luachaidh agus co-dhùnaidh a tha an urra ri amasan PFC a thoirt a-steach don mhodal le bhith a ’gabhail ris gu bheil gnìomhan aig na h-ìrean as àirde de tharraing air am measadh le siostam a tha ag amas air amasan. Ged nach bi an toinnte sin ag atharrachadh nàdar nan toraidhean a tha air an taisbeanadh san làmh-sgrìobhainn seo, tha an sùbailteachd a bharrachd a thig às a bhith a ’mìneachadh taobh eile de chur-ris air fhàgail aig sgrùdaidhean san àm ri teachd. Gu dearbh, anns a ’mhodail againn, ge bith a bheil siostam amasan dìreach ann no nach eil, tha an eadar-dhealachadh ann an luach asymptotic a bhith a’ sireadh dhrogaichean eadar an dà cheann den rangachd a ’fàs leis an àireamh de ìrean co-dhùnaidh a tha air an riaghladh leis a’ phròiseas “àbhaisteach”. .

Mar thoradh air an teòiridh againn, faodar ath-chraoladh fhaicinn mar ath-bheothachadh de chleachdaidhean maladaptive ìre motair, às deidh ùine a bhith a ’faighinn smachd air ìrean inntinneil. Gu dearbh, faodaidh aon a bhith a ’smaoineachadh, mar thoradh air leigheas inntinn (ann an daoine a tha an sàs ann an daoine) no a dhol à bith (ann am modalan beathachaidh de chasg), nach eil luach àrd de bhith a’ sireadh dhrogaichean aig ìre mhionaideach na rangachd air a chuir às, ach a ’fàs sgìth mar thoradh air gus smachd a ghluasad air ais gu ìrean inntinneil. Leis gu bheil giùlan co-cheangailte ri drogaichean mothachail air droch bhuaidh aig ìrean eas-chruthach, mar sin faodar drogaichean a sheachnadh fhad ‘s a bhios pròiseasan inntinneil àrd-ìre a’ faighinn smachd air giùlan. Faodaidh aon eadhon tuairmeas a dhèanamh gu bheil na prògraman ceum 12 mòr-chòrdte (me Alcoholics Anonymous, Narcotics Anonymous, msaa) ag obair gu ìre le bhith ag iarraidh gu sònraichte air na com-pàirtichean aideachadh gu bheil neo-chunbhalachd an dòigh-beatha co-cheangailte ri drogaichean, mar sin a ’toirt cumhachd do na h-ìrean inntinneil eas-chruthach smachd soilleir a thoirt air an cuid giùlan. Faodar smaoineachadh air suidheachaidhean duilich no ath-nochdadh air droga (priming) mar fhactaran cunnairt a tha a ’lagachadh ceannas ìrean eas-chruthach thar giùlan, a dh’ fhaodadh leantainn gu ath-nochdadh freagairtean a tha a ’sireadh dhrogaichean (mar thoradh air na luachan àrda neo-mhothachail falaichte ).

Ann an geàrr-chunntas, tha sinn a ’moladh cunntas ciallach airson grunn uireasbhuidhean, a rèir coltais, a tha coltach ri tràilleachd dhrogaichean. Tha am modail againn a ’toirt cunntas normatach airson dàta mu na dreuchdan eadar-dhealaichte a th’ aig na cuairtean striatal ventral vs dorsal ann a bhith a ’sireadh dhrogaichean agus coileanadh cleachdaidhean, a bharrachd air an àite roghnach a th’ ann de cheangal DA air adhart airson buaidhean drogaichean an aghaidh luchd-neartachadh nàdurrach. Nas cudromaiche, tha sinn a ’sealltainn mar a dh’ fhaodadh am pathology a tha air a bhrosnachadh le drogaichean ann an comharran DA ventral-to-dorsal a bhith a ’feuchainn an fhiosrachaidh brosnachail sìos rangachd riochdachadh inntinneil a bhith a’ leantainn gu mì-chòrdadh eadar beachdan eas-chruthach addicts a thaobh a bhith a ’sireadh dhrogaichean agus na bhios iad a’ dèanamh. Gu follaiseach, chan eil am modail againn, agus chan eil e an dùil a bhith, a ’toirt cunntas iomlan air tràilleachd dhrogaichean. A ’mìneachadh taobhan eile de chur-ris gun mhìneachadh feumar a bhith a’ toirt a-steach mòran de shiostaman eanchainn eile a tha air an dearbhadh gu bheil drogaichean mì-ghnàthachaidh a ’toirt buaidh orra [42]. Tha mar a thèid na siostaman sin a thoirt a-steach don lìonra coimpiutaireachd foirmeil fhathast na chuspair airson tuilleadh sgrùdaidh.

Fiosrachadh Taic

File S1.

Figear S1,Rangachd co-dhùnadh sampall le còig ìrean de tharraing. Figear S2, Is e structar co-dhùnaidh hierarchical a th ’anns a’ chuairt neural co-fhreagarrach airson na trì algorithms ionnsachaidh luach a chaidh a dheasbad. A, A ’cleachdadh algorithm sìmplidh TD-ionnsachaidh (co-aontar S7), tha an comharra mearachd ro-innse anns gach ìre de tharraing air a thomhas gu neo-eisimeileach bho ìrean eile. B, Anns a ’mhodail a mhol Haruno agus Kawato (4) (co-aontar S8), tha luach na stàite adhartach sealach a’ tighinn bho aon ìre de tharraing nas àirde. C, anns a ’mhodail againn (co-aontar S9) tha luach na stàite adhartach sealach air a chur na àite le measgachadh de dhuais agus luach-Q na gnìomh dèante aig ìre nas àirde de tharraing. Figear S3, Tha am modail againn a ’ro-innse diofar làraich gnìomh dhrogaichean air a’ chuairt ionnsachaidh duais: làraich 1 gu 3. Cha toir drogaichean a tha a ’toirt buaidh air làraich 4 gu 6, an aghaidh sin, na pàtrain giùlain is neurobio-eòlasach a thig bho bhith a’ dèanamh atharrais air a ’mhodail airson drogaichean, ach bheir iad seachad toraidhean coltach ri cùis dhuaisean nàdurrach. Figear S4, A ’ghnìomh a thathar a’ cleachdadh airson a bhith a ’dèanamh atharrais air an dòigh farpais stèidhichte air mì-chinnt am measg ìrean na rangachd airson smachd a ghabhail air giùlan. Figear S5, Toradh atharrais, a ’sealltainn gluasad mean air mhean de smachd air giùlan bho ìrean nas àirde gu ìrean nas ìsle den rangachd. Q (an, a) agus U (an, a) seall luach measta agus mì-chinnt nam paidhrichean gnìomh stàite, fa leth.

doi: 10.1371 / journal.pone.0061489.s001

(PDF)