A bheil thu an sin Dia Is e mise dopamine neuron
Sultain 30, 2013 · ro Talia Lerner
Is e neurons dopamine cuid de na neurons as sgrùdadh, as mothachaile a-muigh an sin. O chionn ghoirid, ge-tà, tha iad air a bhith a ’dol tro beagan èiginn dearbh-aithne. Dè a th ’ann an dopamine neuron? Tha cuid de thionndaidhean inntinneach o chionn ghoirid ann an rannsachadh dopamine air cur às don bheul-aithris gu bheil neurons dopamine uile de sheòrsa - agus bu chòir dhut sgrùdadh a dhèanamh air sgrùdadh sam bith a bhios gan làimhseachadh mar sin.
Tha mòran dhòighean anns nach e dìreach dopamine neuron a th ’ann an neuron dopamine (air a mhìneachadh mar neuron a bhios a’ leigeil às an dopamine neurotransmitter). Cuiridh mi fòcas air trì dòighean fìor inntinneach an seo:
- Cha bhith a h-uile neuron a bhios a ’leigeil às dopamine ga leigeil ma sgaoil san aon àite aig an aon àm. Tha diofar dhleastanasan aig neurons dopamine ann an gnìomh agus giùlan eanchainn a rèir mar a tha iad air an ceangal a-steach do chuairtean neòil.
- Chan eil a h-uile neuron a tha a ’leigeil às dopamine a’ leigeil ma sgaoil dìreach dopamine. Faodaidh cuid cuideachd neurotransmitters eile a leigeil ma sgaoil, a dh ’fhaodadh buaidh mhòr a thoirt air mar a bheir iad buaidh air obair cuairteachaidh neural.
- Cha bhith a h-uile neuron a bhios a ’leigeil às dopamine an-còmhnaidh a’ leigeil às dopamine. Faodaidh cuid de neurons an inneal synthesis dopamine aca a chuir air no dheth. Air sgàth a ’chomais seo, is dòcha nach robh iad eadhon air an aithneachadh ann an rannsachadh roimhe mar neurons dopamine.
Mus toir mi cunntas air na co-dhùnaidhean ùra inntinneach sin, ge-tà, leig dhomh an ro-ràdh àbhaisteach Neuroscience 101 a thoirt dhut air neurons dopamine. Tha an teòiridh buadhach seo mu dhreuchd dopamine neuron a ’tighinn thugainn bho Wolfram Schultz agus pàipear saidheans 1997 co-obraichean,“Stuth nàdurrach de ro-innse agus duais. ” Sheall e gu bheil neurons dopamine, a bhios a ’losgadh aig ìre air choreigin, a’ losgadh barrachd mar fhreagairt air duaisean gun dùil, ach nach robh dùil. A bharrachd, ma tha dùil agad ri duais agus nach fhaigh thu e, bidh na neurons dopamine a ’losgadh nas lugha. Thug an lorg seo Schultz et al. a bhith a ’moladh gum bi neurons dopamine a’ còdachadh “mearachd ro-innse duais.” Is e sin, tha iad ag innse dhut a bheil cùisean cho math, nas fheàrr no nas miosa na bha dùil agad. Schultz et al. a dhol air adhart ag ràdh “Tha freagairtean nan neurons sin gu ìre mhath aon-sheòrsach - bidh diofar neurons a’ freagairt san aon dòigh agus tha diofar bhrosnachaidhean fàbharach a ’faighinn freagairtean neuronal coltach. Tha a h-uile freagairt a ’nochdadh anns a’ mhòr-chuid de neurons dopamine (55 gu 80%). ”
Tha àite neurons dopamine mar choimpiutairean de mhearachd ro-innse duais fhathast na loidhne rannsachaidh inntinneach agus airidh, ach ma tha mearachd ro-innse duais UILE a bhios neurons dopamine a ’dèanamh, an uairsin dè a dh’ fheumas sinn 400,000-600,000 dhiubh? * Seo mapa de càite tha neurons dopamine an eanchainn suidhichte (ann an crois-roinn de eanchainn creimich):
Cuairteachadh buidhnean cealla dopamine neuron A8-A16 anns an eanchainn creimich inbheach. Atharrachadh bho shiostaman Björklund, A. & Dunnett, SB Dopamine neuron san eanchainn: ùrachadh. Gluasadan ann an Neo-eòlasan 30, 194–202 (2007).
* Ann an daoine. Tha 160,000-320,000 ann am muncaidhean agus dìreach 20,000-45,000 ann an creimich.
A ’coimhead air an diagram seo, tha coltas ann gu bheil cuid de dh’ eadar-dhealachaidhean anatomical ann am measg bhuidhnean de neurons dopamine, agus is e sin as coireach gu bheil iad air an ainmeachadh A8-A16. Tha eadar-dhealachaidhean anatomical nas grinne ann cuideachd, a tha a ’tionndadh a-mach nach eil buadhan gnìomh nach eil cho làidir. Anns a ’chiad loidhne sgrùdaidh cuiridh mi fòcas an seo, Lammel et al. tòiseachadh mu bhith ag eadar-dhealachadh neurons dopamine anns an sgìre teasach ventral (VTA, no A10 san dealbh gu h-àrd) a rèir an ceangal ri raointean eanchainn eile. Lammel et al. chunnaic iad gu bheil co-dhiù dà bhuidheann de neurons dopamine ann an VTA. Bidh aon sluagh a ’faighinn comharran inntrigidh bho sgìre eanchainn ris an canar an tegmentum laterodorsal agus a’ cur comharran toraidh gu sgìre eanchainn ris an canar na nucleus accumbens (canar na neurons LDT-dopamine-NAc seo riutha). Bidh an sluagh eile a ’faighinn cuir a-steach bhon habenula fadalach agus a’ cur thoraidhean chun cortex prefrontal (canar na neurons LHb-dopamine-PFC seo riutha). Dè ma tha? A bheil an fhìrinn gu bheil na neurons dopamine sin air an sreangadh a-steach do dhiofar chuairtean eanchainn cudromach idir airson giùlan? Lammel et al. sheall gu bheil e gu diofar. Cuin (a ’cleachdadh optogenetics!) chuir iad an gnìomh na neurons LDT-dopamine-NAc ann an luchagan, lorg iad gu robh ceanglaichean adhartach aig na beathaichean leis a ’cho-theacsa anns an robh iad air am brosnachadh. Roghnaich iad barrachd ùine a chaitheamh anns a ’phàirt de bhogsa far an d’ fhuair iad brosnachadh an eanchainn. Air an làimh eile, nuair a rinn Lammel et al. air na cuir a-steach gu neurons LHb-dopamine-PFC, chaidh an fhìor chaochladh a choimhead. Sheachain beathaichean pàirt de bhogsa far an d ’fhuair iad am brosnachadh. Ann an sgrùdadh eile leis an aon bhuidheann, nuair a dh ’fhiosraich na luchagan gu nàdarra rudeigin math no rudeigin dona, chaidh neartan nan cuairtean sònraichte sin atharrachadh gu eadar-dhealaichte. Sheall luchainn a thugadh cocaine neart nas motha air an t-slighe LDT-dopamine-NAc, ach cha robh atharrachadh sam bith ann an slighe LHb-dopamine-PFC. Cha robh luchagan a fhuair irritant air an spòg aca a ’sealltainn atharrachadh sam bith air an t-slighe LDT-dopamine-NAc, ach neart nas motha air slighe LHb-dopamine-PFC.
A ’daingneachadh a’ chiad bheachd aig Schultz et al. Gu bheil neurons dopamine aon-sheòrsach, Lammel et al. faighinn a-mach nach eil iad. Tha e coltach gun do thachair an ath-sgrùdadh seo air sgàth cho cugallach ‘s a bha na h-innealan a bha rim faighinn, a dh’ atharraich gu ìre mhòr bho na 1990s gu na 2010s. Leig innealan nas ùire agus nas fheàrr, an co-bhonn le beagan cruthachalachd, Lammel et al. gus eadar-dhealachadh a dhèanamh air fo-bheachdan nach robh ruigsinneach do Schultz et al. Ann a bhith a ’nochdadh na fo-bheachdan sin, tha Lammel et al. chuidich thu le bhith a ’dearbhadh an uallach a bhith a’ creidsinn gu bheil thu air clas iomlan de neurons fhaicinn a-mach oir tha thu a ’faicinn freagairtean ann an 55-80% de shluagh, gu sònraichte nuair nach eil thu gu tur cinnteach (no nach bu chòir dhut a bhith) mu na slatan-tomhais a tha thu air a chleachdadh airson an sluagh sin a mhìneachadh. (Tha a ’cheist mu bhith a’ mìneachadh neurons dopamine rè chlàran in vivo neural na chùis eile MÒR). A h-uile creideas san t-saoghal gu Schultz et al. airson a bhith a ’lasadh teine rannsachadh dopamine, ach bha e nas motha de thoiseach tòiseachaidh na àite crìochnachaidh.
Bidh a bhith a ’cruinneachadh neurons leis na cuairtean eanchainn anns a bheil iad a’ gabhail pàirt a ’dèanamh tunna de chiall ma tha thu a’ feuchainn ri dhèanamh a-mach ciamar a bhios cuairtean eanchainn ag obair. Ach dè ma tha thu a ’feuchainn ri dhèanamh a-mach am pàirt dopamine de neurons dopamine? Tha a ’mhòr-chuid de sgrùdadh dopamine neuron air gabhail ris nuair a loisgeas neuron dopamine, bidh e a’ leigeil às an dopamine neurotransmitter, moileciuil beag a tha coltach ri seo:
Gu dearbh, is ann mar sin a mhìnich sinn “dopamine neuron.” Ach, mar a thachras gu tric ann an saidheans, tha coltas ann nach eil an suidheachadh cho sìmplidh. Anns an dàrna loidhne de sgrùdadh o chionn ghoirid air an dèan mi deasbad an seo, sheall luchd-saidheans fianais gum faod neurons dopamine co-leigeil a-mach moileciuilean neurotransmitter eile, ris an canar glutamate agus GABA, còmhla ri dopamine.
Gu fìrinneach, tha fo-sheataichean eadar-dhealaichte de neurons dopamine mar as trice a ’co-leigeil a-mach an dàrna cuid glutamate no GABA. Sgrùdaidhean le Hnasko et al. agus Stuber et al. air a dhearbhadh gu bheil neurons dopamine anns an VTA a ’co-leigeil a-mach glutamate. An toiseach, mhothaich iad gu bheil mòran de neurons dopamine VTA a ’cur an cèill neach-còmhdhail glutamate ris an canar VGLUT2, pròtain a bhios a’ pacadh glutamate airson a leigeil ma sgaoil bho neurons. An robh làthaireachd VGLUT2 a ’ciallachadh gu robh neurons dopamine a’ pacadh glutamate a bharrachd air dopamine? Gus sùil a thoirt air a ’cheist seo, choimhead an luchd-saidheans air freagairtean neurons anns na nucleus accumbens (aon àite a bhios neurons dopamine a’ cur thoraidhean thuca, faic an deasbad mu Lammel et al. Gu h-àrd) gu brosnachadh neuron dopamine. Gu dearbh, chunnaic iad freagairtean luath, excitatory de niuclas accumbens neurons gu brosnachadh neurons dopamine VTA de sheòrsa a bhiodh co-chòrdail ri freagairt glutamatergic seach freagairt dopaminergic. Chaidh na freagairtean sin a bhacadh le antagonists gabhadairean glutamate ach chan ann le antagonists gabhadairean dopamine. A bharrachd air an sin, ann an luchagan a chaidh an làimhseachadh gu ginteil gus dìth VGLUT2 ann an neurons dopamine, cha deach freagairtean mar sin fhaicinn.
Is dòcha nach tachair co-sgaoileadh glutamate anns a h-uile neuron dopamine ge-tà. Mar a rinneadh ann an sgrùdaidhean Lammel et al., Tha ceanglaichean cudromach. Stuber et al. chunnaic iad nach do sheall neurons dopamine ann an sgìre faisg air làimh ris an canar substantia nigra (A9), a bhios a ’cur thoraidhean chun striatum dorsal, fianais mu sgaoileadh glutamate. Tha an toradh àicheil sin connspaideach fhathast. Buidheann eile, Tritsch et al., an do choimhead thu air cuid de dh ’fhianais gun deach glutamate a leigeil ma sgaoil le substantia nigra dopamine neurons. A bharrachd air an sin, sheall iad gu bheil na neurons dopamine substantia nigra sin cuideachd a ’co-leigeil a-mach neurotransmitter eile: GABA. Gu neònach, ge-tà, chan eil neurons substantia nigra dopamine a ’cur an cèill VGAT, an neach-còmhdhail àbhaisteach GABA. An àite sin, Tritsch et al. lorg e gum faod VMAT, an neach-còmhdhail dopamine, cuideachd GABA a cho-ghiùlan, ga phacadh airson leigeil às synaptic còmhla ri dopamine. Dh ’fhaodadh lorg Tritsch et al. Coitcheannachadh nas fhaide na neurons substantia nigra dopamine. Cho fad ‘s a tha beagan GABA timcheall, dh’ fhaodadh rud sam bith a tha a ’cur an cèill VMAT a bhith a’ pacadh agus a ’leigeil às an GABA sin cuideachd. Is e aon phrìomh cheist a tha ag èirigh bho sgrùdadh Tritsch et al. Dìreach càite agus cuin a tha an GABA anns an substantia nigra ga cho-chur. A dh ’aindeoin sin, tha e ann.
Tha na buaidhean a th ’aig co-sgaoileadh glutamate agus GABA bho neurons dopamine sa mhòr-chuid rim faicinn fhathast. Tha an aon bhuaidh giùlain a chaidh aithris bhon Hnasko et al. pàipear. Bidh iad a ’sealltainn gu bheil luchainn aig nach eil VGLUT2 ann an neurons dopamine a’ ruith timcheall nas lugha ann am freagairtean do chocaine na luchagan àbhaisteach. Sin agad e airson a-nis. Mura h-eil dad eile, tha e a ’sealltainn nas motha a dh’ fheumas sinn ionnsachadh mu dheidhinn fèin-fhiosrachadh co-sgaoileadh sgaoilidh.
Gu ruige seo, tha sinn air faicinn gum faod neurons dopamine diofar rudan a chomharrachadh ma tha iad air an ceangal a-steach do chuairtean eanchainn eadar-dhealaichte, agus gun urrainn dhaibh am pàirt ainmichte a chluich ann an cuairteachadh eanchainn co-dhiù ann am pàirt le bhith a ’cleachdadh cheimigean a bharrachd air dìreach dopamine. Anns an treas loidhne de sgrùdadh a nì mi sgrùdadh an seo, cuiridh sinn sreath eile de dh ’iom-fhillteachd fionnar ris an dealbh: faodaidh neurons dopamine an dòigh anns a bheil iad a’ gabhail pàirt ann an cuairteachadh eanchainn atharrachadh le bhith ag atharrachadh a bheil iad a ’dèanamh agus nach eil. a ’leigeil às dopamine idir. Anns a ’chùis seo, Dulcis et al. choimhead mi air buidheann beagan eadar-dhealaichte de neurons dopamine bhon fheadhainn air a bheil mi a ’bruidhinn gu ruige seo, suidhichte anns an hypothalamus. Mhothaich iad gu robh coltas gu robh an àireamh de neurons dopamine ann am radain ag atharrachadh le fad “solas an latha” a bha na radain a ’faicinn. Bidh mi a ’cur solas an latha ann an luachan oir chan e fìor sholas an latha a th’ ann - dìreach a bheil na solais air adhart ann an suidheachadh obair-lann fo smachd. Bidh a ’mhòr-chuid de bheathaichean lab a’ faicinn 12 uairean de sholas san latha, ach tha Dulcis et al. cuideachd a ’feuchainn dìreach 5 uairean a thìde gach latha no suas ri 19. Bha radain a fhuair làithean fada nas lugha de neurons dopamine san hypothalamus aca, agus bha barrachd aig radain a fhuair eòlas air làithean goirid. Às deidh tuilleadh sgrùdaidh, cho-dhùin iad nach robh na h-atharrachaidhean anns an àireamh de neurons dopamine anns na diofar shuidheachaidhean solais mar thoradh air neurons a bhith a ’bàsachadh agus a bhith air am breith. Bha na h-aon neurons ann an sin anns a h-uile suidheachadh, ach bha iad a ’tionndadh an cuid dopamine air no dheth. Chan eil e soilleir fhathast carson a tha solas a ’toirt buaidh air na h-atharrachaidhean sin, no dè a’ bhuaidh a th ’aig giùlan. Bha radain aig an robh làithean fada, agus nas lugha de neurons dopamine mar thoradh air an sin, a ’nochdadh giùlan trom-inntinn agus iomagain (cumaibh cuimhne gu bheil radain oidhcheach agus is fheàrr leotha an dorchadas). Mar sin cuideachd radain a chaidh na neurons dopamine hypothalamic aca a mharbhadh le tocsain. Ach, ma chaidh na neurons dopamine a mharbhadh le toxin fhad ‘s a bha na radain a’ faighinn 12 uairean de sholas san latha agus an uairsin cha robh na radain a ’faighinn ach 5 uairean de sholas san latha, roimhe seo chaidh neurons neo-dopaminergic fhastadh gus dopamine a leigeil ma sgaoil agus nas lugha de trom-inntinn agus iomagain. chaidh giùlan a choimhead. Gu math fionnar! Agus gu cudromach, tha an obair seo a ’sealltainn gum faod neurons nach biodh sinn eadhon air an ainmeachadh roimhe mar neurons dopamine cruth-atharrachadh fo na suidheachaidhean ceart. Tha cuid de thaobhan de na brains againn air an togail gus a bhith seasmhach, ach tha mòran ag atharrachadh fad na h-ùine, a ’toirt cothrom dhuinn taobh a-staigh agus atharrachadh don eòlas againn.
Às deidh na sgrùdaidhean sin uile, dè a dh ’ionnsaich sinn? Dhòmhsa, is e an takeaway dealbh mòr gu bheil a bhith a ’tuigsinn an eanchainn a’ ciallachadh a bhith a ’cur luach air iom-fhillteachd. Gus a bhith beagan nas mionaidiche, tha e a ’ciallachadh a bhith a’ ceangal mholacilean agus cheallan le cuairtean agus giùlan gus mìneachaidhean a thoirt seachad de bhuidhnean bith-eòlasach a tha a ’dol thairis air modhan sgrùdaidh. Chan fhaod barrachd neurons buidhneachaidh le aon neurotransmitter a-mhàin. Dh ’fhaodadh a’ bhuidheann sin a bhith buntainneach uaireannan, ach mar a chunnaic sinn sna sgrùdaidhean gu h-àrd, chan eil an-còmhnaidh. A ’smaoineachadh mu bhith ag ath-mhìneachadh a’ bhuidheann gu foirmeil ris an canar dopamine neurons, feumaidh sinn cuideachd sùil a thoirt air ais air na deicheadan de litreachas a bh ’ann roimhe leis an t-sealladh a tha a’ coimhead air ais. Chan e gu bheil an dàta ann an seann sgrùdaidhean dopamine neuron ceàrr, ach is dòcha nach eil co-dhùnaidhean idir mar a bha sinn a ’smaoineachadh a bha iad. A dh ’fhaodadh a bhith na rud math. Is dòcha gum bi mòran argamaidean arcane mu dheidhinn dè dìreach a tha neurons dopamine a ’còdachadh le bhith a’ tuigsinn gu bheil iad a ’dèanamh mòran de rudan eadar-dhealaichte ann an diofar cho-theacsan. Na gabh eagal: is dòcha gu bheil e troimh-chèile, ach is e seo am pròiseas àbhaisteach a tha saidheans a ’tighinn gu ìre. Chan e a-mhàin gu bheil am pròiseas àbhaisteach, tha e gu tur deatamach. Feumaidh luchd-saidheans daonnan ceasnachadh agus ath-sgrùdadh a dhèanamh air na mìneachaidhean againn gus adhartas mòr bun-bheachdail a nochdadh.
Faodaidh mìneachaidhean a bhith duilich. Faodaidh iad cuideachd a bhith caran boring, agus tha dragh orm gum bi iad ro thric a ’draibheadh dhaoine air falbh bho shaidheans. Nuair a bha mi nam oileanach bith-eòlas tòiseachaidh, chuir mi seachad uairean a-thìde a ’dèanamh cairtean flash gus mo chuideachadh a’ cuimhneachadh mar a bha mìneachaidhean gun chrìoch. Bha mi ga fhaicinn mar thòiseachadh duilich ach riatanach don chlub bith-eòlaichean. Gu bunaiteach, ged a bha e caran stunk, thuirt mi rium fhìn gum feumadh mi am briathrachas ionnsachadh gus a bhith comasach air cùisean òrdugh nas àirde a dheasbad le luchd-saidheans a bha ag obair. Is e na tha mi air a bhith a ’cur luach mar a tha mi air a dhol air adhart nas fhaide nam chùrsa-beatha, cho inntinneach sa tha na mìneachaidhean sin a tha coltach ri dubh-is-geal, ceart no ceàrr - dè an uiread de shocair agus de eachdraidh a tha air am pacadh a-steach. Chan eil mìneachaidhean saidheansail, mar am mìneachadh air dopamine neuron, dìreach a ’toirt seachad cànan cumanta; tha iad a ’structaradh fìor nàdar ar sgrùdaidhean. Feumaidh sinn an structar seo gus a dhol air adhart leis na deuchainnean againn, ach, mar a bhios sinn a ’dèanamh sin, feumaidh sinn cuideachd a bhith mothachail mu na dòighean anns am faod na mìneachaidhean sin ar cuingealachadh. Bidh sinn a ’dèanamh coimeas eadar buidhnean comharraichte ri chèile. Bidh sinn a ’bruidhinn mu dheidhinn cuibheasachd buidhne. Mar sin faodaidh dìreach na rudan a tha air an toirt a-steach do na buidhnean againn buaidh mhòr a thoirt air mar a tha an dàta againn a ’coimhead agus na tha sinn a’ co-dhùnadh a tha iad a ’ciallachadh. Mar sin, feumaidh sinn a bhith mothachail mu na claonaidhean a tha nam pàirt de na seòrsachadh againn. Is dòcha nach eil mìneachaidhean cho dòrainneach às deidh a h-uile càil! Dh ’fhaodadh còmhraidhean mu na caitean sin a bhith a’ togail stuth cùrsa a-steach gu ìre mhath fhad ‘s a tha iad a’ teagasg oileanaich mar a bhith a ’smaoineachadh mar fhìor luchd-saidheans.
Tha a ’cheist shònraichte mu bhith a’ mìneachadh seòrsaichean cealla neuronal gu dearbh a ’tionndadh a-mach gu bhith gu math ùineail. Dìreach beagan sheachdainean air ais, a ’chiad fhear aithisg eadar-amail Thàinig buidheann-obrach iomairt BRAIN a-mach (faic cuideachd Astra Bryant's dreuchd air a ’chuspair). Air a ’chlàradh, tha naoi raointean rannsachaidh le prìomhachas àrd airson FY 2014 air am mìneachadh, agus a’ chiad fhear dhiubh sin “cruthaich cunntas de sheòrsa cealla.” Tha an aithisg ag aithneachadh nan cùisean air a bheil mi a ’bruidhinn an seo:
Chan eil co-aonta ann fhathast air dè a th ’ann an seòrsa neuronal, leis gum faod grunn nithean a’ toirt a-steach eòlas, ceangal agus neuromodulators iomadachadh a dhèanamh air na togalaichean molecol, dealain agus structarail aig neurons a tha coltach an toiseach. Ann an cuid de chùisean, is dòcha nach eil eadhon crìochan biorach a ’sgaradh subtypes bho chèile. Ach a dh ’aindeoin sin, tha aonta coitcheann ann gum faodar seòrsachan a mhìneachadh gu sealach le togalaichean neo-ghnèitheach agus gnèitheach, agus gum faod an seòrsachadh seo a bhith na dheagh àite tòiseachaidh airson cunntas. Mar sin, bu chòir don chunntas tòiseachadh le clasaichean mòra de neurons air an deagh mhìneachadh (me neurons pioramaideach excitatory den cortex) agus an uairsin a dhol air adhart gu roinnean nas grinne taobh a-staigh nan seòrsachadh sin. Dheidheadh an cunntas seo a ghabhail leis an eòlas gum bi e neo-chrìochnach an toiseach, agus gun leasaich e thar aithrisean.
Chan eil am freagairt don cheist “Dè a th’ ann an dopamine neuron? ”Gu math ri thighinn, ach tha aithne àrd air a’ cheist, agus am maoineachadh a bu chòir a leantainn, na chiad cheum cudromach. Slàinte dha sin.
;