Comharra duais ro-innseach de neurons dopamine (1998)

Gnìomhan dhuaisean

Tha cuid de nithean agus thachartasan san àrainneachd gu sònraichte brosnachail leis a ’bhuaidh aca air sochair, mairsinneachd agus ath-riochdachadh. A rèir na h-ath-bheachdan giùlain a gheibhear, faodaidh luach brosnachail nithean àrainneachd a bhith blasta (buannachdail) no aversive (peanasachadh). (Thoir fa-near gu bheil “appetitive” air a chleachdadh gun chiall airson “duais” ach chan ann airson “deisealachadh.”) Tha trì gnìomhan bunaiteach eadar-dhealaichte aig nithean appetitive. Anns a ’chiad ghnìomh aca, tha e a’ toirt duais dha dòigh-obrach agus giùlan lùthmhor. Tha seo mar thoradh air na nithean a bhith air an ainmeachadh le luach blasta tro uidheamachdan inneach no, sa mhòr-chuid, ionnsachadh. Anns an dàrna gnìomh aca, bidh duaisean a ’meudachadh tricead agus dian giùlan a tha a’ leantainn gu nithean mar sin (ionnsachadh), agus bidh iad a ’cumail suas giùlan ionnsaichte le bhith a’ cur casg air a dhol à bith. Bidh duaisean a ’toirt taic làidir do ghiùlan ann am modhan gnàthachaidh clasaigeach agus ionnsramaid. Ann an ionnsachadh brosnachaidh coitcheann, bidh brosnachaidhean àrainneachdail a ’faighinn luach fàbharach às deidh comainn duais-duais le suidheachadh clasaigeach agus a’ brosnachadh giùlan dòigh-obrach (Bindra 1968). Ann an suidheachadh ionnsramaid, bidh e a ’duaiseachadh giùlan“ a ’daingneachadh” le bhith a ’neartachadh cheanglaichean eadar brosnachadh agus freagairtean giùlain (Lagh Èifeachd: Thorndike 1911). Is e seo brìgh “a’ tighinn air ais airson barrachd ”agus tha e co-cheangailte ris a’ bheachd chumanta de dhuaisean fhaighinn airson a bhith air rudeigin a dhèanamh gu math. Ann an cruth ionnsramaid de ionnsachadh brosnachaidh, tha duaisean mar “bhrosnachaidhean” agus tha iad nan amasan giùlain a ’leantainn cheanglaichean eadar freagairtean giùlain agus toraidhean (Dickinson agus Balleine 1994). Anns an treas gnìomh aca, bidh duaisean a ’brosnachadh faireachdainnean cuspaireil de thoileachas (hedonia) agus stàitean tòcail adhartach. Bidh brosnachaidhean casgach ag obair an taobh eile. Bidh iad a ’brosnachadh freagairtean tarraing air ais agus ag obair mar luchd-neartachaidh àicheil le bhith a’ meudachadh agus a ’cumail suas giùlan seachnaidh air taisbeanadh a-rithist, agus mar sin a’ lughdachadh buaidh thachartasan millteach. A bharrachd air an sin bidh iad a ’brosnachadh stàitean tòcail taobh a-staigh fearg, eagal agus clisgeadh.

Gnìomhan ro-innse

Bidh ro-innse a ’toirt seachad fiosrachadh ro-làimh mu bhrosnachadh san àm ri teachd, tachartasan, no stàitean siostaim. Tha iad a ’toirt seachad a’ bhuannachd bhunasach airson ùine fhaighinn airson ath-bheachdan giùlain. Bidh cuid de dhòighean ro-innse a ’toirt luachan brosnachail do bhrosnachaidhean àrainneachd le bhith a’ ceangal ri toraidhean sònraichte, mar sin a ’comharrachadh nithean a tha fìor chudromach agus gan eadar-dhealachadh bho nithean nach eil cho luachmhor. Bidh cruthan eile a ’còdadh paramadairean fiosaigeach de nithean a tha dùil, leithid suidheachadh spàsail, astar agus cuideam. Bidh fàisneachd a ’leigeil le fàs-bheairt measadh a dhèanamh air tachartasan san àm ri teachd mus tachair iad, a’ ceadachadh taghadh agus ullachadh ath-bheachdan giùlain, agus a ’meudachadh an coltas gun tèid iad faisg air no a sheachnadh nithean air an ainmeachadh le luachan brosnachail. Mar eisimpleir, bidh gluasadan cunbhalach de nithean san aon sreath a ’leigeil le aon neach ro-innse a dhèanamh air dreuchdan a tha ri thighinn agus ullachadh an ath ghluasad mu thràth fhad‘ s a tha thu a ’leantainn an nì a tha ann an-dràsta. Bidh seo a ’lughdachadh ùine freagairt eadar targaidean fa leth, a’ luathachadh coileanadh iomlan, agus a ’leantainn gu toradh nas tràithe. Bidh gluasadan sùla ro-innseach a ’lughdachadh coileanadh giùlain tro bhith a’ cuimseachadh ro-làimh (Flùraichean agus Downing 1978).

Aig ìre nas adhartaiche, tha am fiosrachadh ro-làimh a bheir ro-innse a ’leigeil le aon neach co-dhùnaidhean a dhèanamh eadar roghainnean eile gus stàitean siostam sònraichte a ruighinn, a bhith a’ dol an sàs ann an nithean amasan nach tachair gu tric, no a ’seachnadh droch bhuaidh neo-sheasmhach. Bidh tagraidhean gnìomhachais a ’cleachdadh Smachd Modail a-staigh gus ro-innse agus freagairt a thoirt do stàitean siostaim mus tachair iad ann an da-rìribh (Garcia et al. 1989). Mar eisimpleir, tha an dòigh “fly-by-wire” ann an itealan ùr-nodha a ’dèanamh coimeas eadar stàitean plèanaichean a tha ri thighinn. Bidh co-dhùnaidhean airson gluasad itealaich a ’toirt aire don fhiosrachadh seo agus a’ cuideachadh le bhith a ’seachnadh cus cuideam air na pàirtean meacanaigeach den phlèana, mar sin a’ lughdachadh cuideam agus a ’meudachadh an raon obrach.

Tha cleachdadh fiosrachadh ro-innse an urra ri nàdar nan tachartasan san àm ri teachd no stàitean siostaim. Tha riochdachaidhean sìmplidh gu dìreach a ’buntainn ri suidheachadh nan targaidean a tha ri thighinn agus an ath-ghiùlan giùlain a tha a’ leantainn, agus mar sin a ’lughdachadh ùine ath-bhualadh ann an dòigh gu math fèin-ghluasadach. Tha cruthan ro-innse nas àirde stèidhichte air riochdachaidhean a ’ceadachadh co-dhùnadh loidsigeach, a gheibhear agus a làimhseachadh le diofar ìrean de rùn agus roghainn. Bidh iad gu tric air an giullachd gu mothachail ann an daoine. Mus tachair na tachartasan no na stàitean siostam a tha an dùil agus gun tèid ath-bheachdan giùlain a dhèanamh, leigidh ro-innse mar sin le fear measadh a dhèanamh air diofar ro-innleachdan le bhith ag amalachadh eòlas bho dhiofar stòran, a ’dealbhadh diofar dhòighean freagairt agus a’ dèanamh coimeas eadar na buannachdan agus na call bho gach freagairt a dh ’fhaodadh a bhith ann.

Suidheachadh giùlain

Tha ionnsachadh taiceil taiceil a ’toirt a-steach càraid a-rithist is a-rithist eadar brosnachadh treubhach agus prìomh dhuais (Fig. 1). Tha seo a ’leantainn gu giùlan dòigh-obrach a tha a’ sìor fhàs nas trice air a bhrosnachadh leis a ’bhrosnachadh“ cumhaichte ”a-nis, a tha gu ìre coltach ri giùlan dòigh-obrach a tha air a chosnadh leis a’ phrìomh dhuais agus a tha cuideachd fo bhuaidh nàdar a ’bhrosnachaidh chumhaichte. Tha e coltach gu bheil an spreagadh suidheachadh a ’frithealadh mar ro-innse duais agus, gu tric air bunait dràibhidh iomchaidh, a’ suidheachadh stàite brosnachail a-staigh a tha a ’leantainn gu ath-bhualadh giùlain. Tha an coltas ann an ath-bheachdan dòigh-obrach a ’moladh gu bheil cuid de na pàirtean coitcheann, ullachaidh den fhreagairt giùlain air an gluasad bhon phrìomh dhuais chun an spreagadh as tràithe a tha stèidhichte air duais. Mar sin tha an spreagadh cumhaichte ag obair gu ìre mar àite brosnachaidh airson a ’phrìomh bhrosnachadh, is dòcha tro ionnsachadh Pavlovian (Dickinson 1980).

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 1. 

Giullachd brosnachaidh brosnachail rè ionnsachadh. Bidh brosnachadh neo-riaghailteach co-cheangailte ri prìomh bhiadh no duais leaghaidh tro chàraidean tuiteamach a-rithist. Bidh am brosnachadh seo, a tha a ’ro-innse duais, a’ toirt a-steach staid brosnachaidh taobh a-staigh le bhith a ’dùsgadh dùil ris an duais, gu tric air bunait acras no pathadh tart, agus a’ togail ath-bhualadh giùlain. Tha an sgeama seo ag ath-aithris bheachdan bunaiteach de theòiridh brosnachaidh brosnachaidh a chaidh a leasachadh le Bindra (1968) agus Boltaichean (1972). Tha e a ’buntainn ri cumhaichean clasaigeach, far am bi duais air a lìbhrigeadh gu fèin-ghluasadach às deidh an spreagadh le cumhachan, agus gu suidheachadh ionnsramaid (obrachail), far a bheil lìbhrigeadh duais a’ feumachdainn freagairt leis a ’chuspair don bhrosnachadh le cumhachan. Tha an sgeama seo cuideachd a ’buntainn ri cumhaichean dìonach nach eilear a’ dèanamh tuilleadh leasachaidh air adhbharan giorrachadh.

Is dòcha gu bheilear ag ionnsachadh mòran de dhuaisean bidhe is leaghan “gun chumhachan” tro eòlas, mar a dhearbhas gach neach-tadhail gu dùthchannan cèin. Is dòcha gum bi a ’phrìomh dhuais an uairsin a’ toirt a-steach am blas a gheibhear nuair a bhios an nì a ’gnìomhachadh nan gabhadairean gustatory, ach dh’ fhaodadh sin ionnsachadh a-rithist. Is dòcha gu bheil a ’bhuaidh buannachdail mu dheireadh de stuthan beathachaidh a’ toirt a-steach na buaidhean sònraichte aca air caochladairean bith-eòlasach bunaiteach, leithid electrolyte, glucose, no co-chruinneachaidhean amino-aigéad ann am plasma agus eanchainn. Tha na caochladairean sin air am mìneachadh le feumalachdan fàsmhorachd na h-organaig agus ag èirigh tro mean-fhàs. Bidh beathaichean a ’seachnadh beathachadh nach bi a’ toirt buaidh air caochladairean fàsmhorachd cudromach, mar eisimpleir biadhan aig nach eil na amino-aigéid riatanach mar histidine (Rogers agus Harper 1970), threonine (Hrupka et al. 1997; Wang et al. 1996), no methionine (Delaney agus Gelperin 1986). Faodar grunn dhuaisean bun-sgoile a dhearbhadh le instincts inneach agus taic a thoirt do ghiùlan dòigh-làimhseachaidh tùsail agus ionnsaigh tràth, ach bhiodh a ’mhòr-chuid de dhuaisean air an ionnsachadh rè eòlas beatha a’ chuspair às deidh sin. Faodar coltas corporra dhuaisean an uairsin a chleachdadh airson ro-innse na buaidhean fàsmhorachd a tha mòran nas slaodaiche. Dhèanadh seo luathachadh lorg dhuaisean gu mòr agus bhiodh e na bhuannachd mhòr airson a bhith beò. Tha ionnsachadh dhuaisean cuideachd a ’toirt cothrom do chuspairean measgachadh nas motha de bheathachadh a chleachdadh mar dhuaisean èifeachdach agus mar sin a’ meudachadh an cothrom a bhith beò ann an sònaichean de stòrasan gann.

Gnìomhachadh le brosnachadh brosnachail bun-sgoile

Tha timcheall air 75% de neurons dopamine a ’nochdadh gnìomhachd mean air mhean nuair a bhios beathaichean a’ suathadh air morsel beag de bhiadh falaichte rè gluasadan sgrùdaidh às aonais brosnachaidhean ceumnach eile, gun a bhith air an cur an gnìomh leis a ’ghluasad fhèin (Romo agus Schultz 1990). Cha bhith na neurons dopamine a tha air fhàgail a ’freagairt ri gin de na brosnachaidhean àrainneachd a chaidh a dhearbhadh. Tha neurons dopamine cuideachd air an cur an gnìomh le tuiteam de leaghan air a lìbhrigeadh aig a ’bheul taobh a-muigh gnìomh giùlain sam bith no fhad‘ s a tha iad ag ionnsachadh diofar phàtranan mar ghnìomhan ùine freagairt lèirsinneach no claistinneach, freagairt dàil spàsail no atharrachadh, agus leth-bhreith lèirsinneach, gu tric san aon bheathach (Fig. . 2 mullach) (Hollerman agus Schultz 1996; Ljungberg et al. 1991, 1992; Mirenowicz agus Schultz 1994; Schultz et al. 1993). Bidh na freagairtean duais a ’tachairt gu neo-eisimeileach bho shuidheachadh ionnsachaidh. Mar sin chan eil coltas gu bheil neurons dopamine a ’dèanamh leth-bhreith eadar diofar nithean bìdh agus duaisean leaghaidh. Ach, tha na freagairtean aca a ’dèanamh eadar-dhealachadh air duaisean bho nithean neo-àbhaisteach (Romo agus Schultz 1990). Chan eil ach 14% de neurons dopamine a ’nochdadh na gnìomhachdan mean air mhean nuair a thèid brosnachaidhean bun-sgoile bunasach a thoirt seachad, leithid puff èadhair don làmh no saline hypertonic don bheul, agus bidh a’ mhòr-chuid de na neurons gnìomhaichte a ’freagairt dhuaisean (Mirenowicz agus Schultz 1996). Ged a tha iad mì-fhallain, tha na brosnachaidhean sin dùbhlanach oir bidh iad a ’cuir dragh air giùlan agus a’ brosnachadh ath-bheachdan seachain gnìomhach. Ach, chan eil neurons dopamine gu tur neo-mhothachail do bhrosnachaidhean casgach, mar a chithear le ìsleachaidhean slaodach no corra ghnìomhachd slaodach às deidh brosnachaidh pinch pian ann am muncaidhean anesthetized (Schultz agus Romo 1987) agus le barrachd sgaoileadh dopamine striatal às deidh clisgeadh dealain agus pinch earball ann am radain dùisg (Abercrombie et al. 1989; Doherty agus Gratton 1992; Louilot et al. 1986; Young et al. 1993). Tha seo a ’moladh gum bi na freagairtean mean air mhean de neurons dopamine ag aithris gu fàbharach air brosnachaidhean àrainneachdail le luach appetitive bun-sgoile, ach dh’ fhaodadh tachartasan casgach a bhith air an comharrachadh le cùrsa ùine gu math nas slaodaiche.

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 2. 

Bidh neurons dopamine ag aithris dhuaisean a rèir mearachd ann an ro-innse duais. Top: bidh tuiteam de leaghan a ’tachairt ged nach eilear a’ sùileachadh duais sam bith aig an àm seo. Mar sin tha tachairt duais mar mhearachd adhartach ann an ro-innse duais. Tha dopamine neuron air a ghnìomhachadh leis nach eil dùil ris an leaghan. Meadhan: bidh brosnachadh suidheachadh a ’ro-innse duais, agus bidh an duais a’ tachairt a rèir an ro-innse, mar sin chan eil mearachd sam bith ann an ro-innse duais. Chan eil neurop dopamine air a ghnìomhachadh leis an duais a tha dùil (deas). Bidh e cuideachd a ’sealltainn gnìomhachd às deidh an spreagadh ro-innse duais, a thachras ge bith dè an mearachd a th’ ann ann an ro-innse na duais nas fhaide air adhart (clì). Bottom: bidh brosnachadh le suidheachadh a ’ro-innse duais, ach chan eil an duais a’ tachairt air sgàth dìth freagairt bhon bheathach. Tha gnìomhachd an neuron dopamine dubhach dìreach aig an àm a bhiodh an duais air tachairt. Thoir fa-near don ìsleachadh a tha a ’tachairt> 1 s às deidh an spreagadh suidheachadh gun bhrosnachaidhean eadar-amail sam bith, a’ nochdadh pròiseas taobh a-staigh de shùileachadh duais. Tha gnìomhachd neuronal anns na 3 grafaichean a ’leantainn a’ cho-aontar: freagairt dopamine (Duais) = thachair duais - duais air a ro-innse. CS, brosnachadh suidheachadh; R, prìomh dhuais. Ath-chlò-bhualadh bho Schultz et al. (1997) le cead bho Chomann Ameireagaidh airson Adhartachadh Saidheans.

Neo-sheasmhachd duais

Is e feart cudromach de fhreagairtean dopamine an eisimeileachd air neo-chunbhalachd tachartais. Cha bhith na gnìomhan às deidh dhuaisean a ’tachairt nuair a thig duaisean bìdh is leaghan ro bhrosnachaidhean ceum air cheum a chaidh an suidheachadh gus ro-innse mu dhuaisean mar sin (Fig. 2, meadhan) (Ljungberg et al. 1992; Mirenowicz agus Schultz 1994; Romo agus Schultz 1990). Is e aon eadar-dhealachadh cudthromach eadar ionnsachadh agus giùlan làn-thogalach an ìre de dhuais nach gabh a thomhas. Tha neurons dopamine air an cur an gnìomh le duaisean rè na h-ìre ionnsachaidh ach stad iad a bhith a ’freagairt às deidh dhaibh làn fhaighinn de ghnìomhan ùine freagairt lèirsinneach is claistinneach (Ljungberg et al. 1992; Mirenowicz agus Schultz 1994), gnìomhan freagairt dàil spàsail (Schultz et al. 1993), agus leth-bhreith lèirsinneach aig an aon àm (Hollerman agus Schultz 1996). Chan eil call freagairt mar thoradh air neo-mhothachadh coitcheann a thaobh dhuaisean, leis nach bi gnìomhachd às deidh dhuaisean air an lìbhrigeadh taobh a-muigh gnìomhan a ’lughdachadh rè grunn mhìosan de dheuchainnean (Mirenowicz agus Schultz 1994). Tha cudromachd neo-chunbhalachd a ’toirt a-steach àm duais, mar a chithear le gnìomhachd neo-ghluasadach às deidh duaisean a thèid a lìbhrigeadh gu h-obann nas tràithe no nas fhaide na na bha dùil (Hollerman agus Schultz 1996). Air an toirt còmhla, feumar duais, a ’toirt a-steach an ùine aige, a bhith neo-fhaicsinneach gus neurons dopamine a ghnìomhachadh.

Ìsleachadh le bhith a ’seachnadh duais a bha dùil

Tha neurons dopamine dubhach dìreach aig an àm a bhios duais mar as àbhaist a ’tachairt nuair nach bi duais làn-dùil a’ tachairt, eadhon às aonais brosnachadh dìreach roimhe (Fig. 2, -ìosal). Thathas a ’cumail sùil air an seo nuair a dh’ fhailicheas beathaichean duais fhaighinn air sgàth giùlan mearachdach, nuair a chuireas an deuchainneaniche stad air sruthadh leaghan a dh ’aindeoin giùlan ceart, no nuair a dh’ fhosglas bhalbhaiche gun a bhith a ’lìbhrigeadh leaghan (Hollerman agus Schultz 1996; Ljungberg et al. 1991; Schultz et al. 1993). Nuair a thèid dàil a chuir air lìbhrigeadh duais airson 0.5 no 1.0 s, bidh ìsleachadh de ghnìomhachd neuronal a ’tachairt aig àm cunbhalach na duais, agus bidh gnìomhachd a’ leantainn an duais aig an àm ùr (Hollerman agus Schultz 1996). Bidh an dà fhreagairt a ’tachairt dìreach ann am beagan ath-aithris gus an tèid an ùine ùr de dhuais a ro-innse a-rithist. An coimeas ri sin, bidh a bhith a ’lìbhrigeadh duais nas tràithe na àbhaist a’ leantainn gu gnìomhachd aig àm ùr an duais ach chan eil e a ’brosnachadh trom-inntinn aig an àm àbhaisteach. Tha seo a ’moladh gum bi lìbhrigeadh dhuaisean annasach tràth a’ cuir às do ro-innse duais airson na h-ùine àbhaisteach. Mar sin bidh neurons dopamine a ’cumail sùil air gach cuid tachartas agus àm duais. Às aonais brosnachaidhean dìreach ron duais a chaidh fhàgail às, chan eil na h-ìsleachaidhean a ’toirt a-steach freagairt neuronal sìmplidh ach tha iad a’ nochdadh pròiseas dùil stèidhichte air gleoc a-staigh a ’cumail sùil air an fhìor ùine de dhuais a tha dùil.

Gnìomhachadh le brosnachaidhean cumhaichte, ro-innse duais

Tha timcheall air 55 - 70% de neurons dopamine air an cur an gnìomh le brosnachaidhean lèirsinneach lèirsinneach agus claisneachd anns na diofar ghnìomhan clasaigeach no ionnstramaid a chaidh a mhìneachadh na bu tràithe (Fig. 2, meadhan agus -ìosal) (Hollerman agus Schultz 1996; Ljungberg et al. 1991, 1992; Mirenowicz agus Schultz 1994; Schultz 1986; Schultz agus Romo 1990; P. Waelti, J. Mirenowicz, agus W. Schultz, dàta neo-fhoillsichte). Chaidh aithris a dhèanamh air a ’chiad fhreagairtean dopamine gu solas cumhaichte Miller et al. (1981) ann am radain a chaidh an làimhseachadh le haloperidol, a mheudaich tricead agus gnìomhachd gun spionnadh neurons dopamine ach a lean gu freagairtean nas seasmhaiche na bha iad ann am beathaichean gun mhilleadh. Ged a tha freagairtean a ’tachairt faisg air ath-bheachdan giùlain (Nishino et al. 1987), chan eil ceangal aca ri gluasadan gàirdean is sùla iad fhèin, oir tha iad a ’tachairt cuideachd ipsilateral ris a’ ghàirdean gluasadach agus ann an deuchainnean às aonais gluasadan gàirdean no sùla (Schultz agus Romo 1990). Tha brosnachaidhean cumhaichte beagan nas ìsle na prìomh dhuaisean a thaobh meud freagairt agus bloighean neurons air an cur an gnìomh. Bidh neurons dopamine a ’freagairt a-mhàin nuair a thig brosnachaidhean cumhaichte agus chan ann chun an cuir an aghaidh, eadhon ged a bhios frith-bhualadh brosnachaidh a’ ro-innse an duais (Schultz agus Romo 1990). Chan eil neurons dopamine a ’dèanamh eadar-dhealachadh eadar modhan lèirsinneach agus claistinneach brosnachaidh brosnachail cumhaichte. Ach, tha iad a ’dèanamh leth-bhreith eadar brosnachaidhean appetitive agus neodrach no aversive fhad‘ s a tha iad eu-coltach gu corporra gu leòr (Ljungberg et al. 1992; P. Waelti, J. Mirenowicz, agus W. Schultz, dàta neo-fhoillsichte). Chan eil ach 11% de neurons dopamine, a ’mhòr-chuid dhiubh le freagairtean fàbharach, a’ nochdadh na gnìomhan ceumnach àbhaisteach cuideachd mar fhreagairt do bhrosnachaidhean lèirsinneach lèirsinneach no claisneachd ann an gnìomhan seachain gnìomhach anns am bi beathaichean a ’leigeil a-mach iuchair gus puff èadhair no tuiteam de shalainn hypertonic a sheachnadh. (Mirenowicz agus Schultz 1996), ged a dh ’fhaodadh a leithid de sheachnadh a bhith“ buannachdail. ”Chan eil na beagan ghnìomhachdan sin làidir gu leòr gus freagairt cuibheasach sluaigh a bhrosnachadh. Mar sin is fheàrr le freagairtean mean air mhean neurons dopamine aithris air brosnachaidhean àrainneachdail le luach brosnachail tarraingeach ach gun leth-bhreith a dhèanamh eadar diofar mhodhan mothachaidh.

Tar-chuir gnìomh

Rè cùrsa ionnsachaidh, bidh neurons dopamine air an cur an gnìomh mean air mhean le brosnachaidhean cumhaichte, ro-innse duais agus mean air mhean a ’call am freagairtean do dhuaisean bìdh bun-sgoile no leaghan a tha dùil (Hollerman agus Schultz 1996; Ljungberg et al. 1992; Mirenowicz agus Schultz 1994) (Figs. 2 agus 3). Rè ùine ionnsachaidh neo-ghluasadach, bidh an dà dhuais agus brosnachaidhean cumhaichte a ’faighinn gnìomhachd dopamine. Bidh an gluasad seo bho dhuais bun-sgoile chun an spreagadh suidheachadh a ’tachairt sa bhad ann an neurons dopamine singilte a chaidh a dhearbhadh ann an dà ghnìomh ionnsaichte a’ fastadh, fa leth, duaisean gun dùil agus ro-innse (Romo agus Schultz 1990).

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 3. 

Gluasad freagairt dopamine chun bhrosnachadh ro-innse as tràithe. Freagairtean gu gluasad duais bun-sgoile gun dùil gu brosnachaidhean ro-innse duais nas tràithe. Tha a h-uile taisbeanadh a ’sealltainn histograman sluaigh a gheibhear le bhith a’ faighinn cuibheas de histograman ùine àbhaisteach àbhaisteach de gach neuron dopamine a chaidh a chlàradh anns na suidheachaidhean giùlain a chaidh a chomharrachadh, neo-eisimeileach bho làthaireachd no às aonais freagairt. Top: taobh a-muigh gnìomh giùlain sam bith, chan eil freagairt sluaigh ann an neurons 44 air an deuchainn le solas beag (dàta bho Ljungberg et al. 1992), ach tha freagairt cuibheasach a ’tachairt ann an 35 neurons gu tuiteam de leaghan air a lìbhrigeadh aig spùt air beulaibh beul a’ bheathaich (Mirenowicz agus Schultz 1994). Meadhan: freagairt do bhrosnachadh brosnachaidh ro-innse duais ann an gnìomh ruighinn farsaingeachd roghainn 2, ach às aonais freagairt do dhuais air a lìbhrigeadh aig àm coileanadh gnìomh stèidhichte anns na h-aon neurons 23 (Schultz et al. 1993). Bottom: freagairt do chiùin stiùiridh ron bhrosnachadh brosnachaidh ro-innse duais le eadar-ama stèidhichte de 1 s ann an gnìomh ruighinn spàsail ionnsaichte (neurons 19) (Schultz et al. 1993). Tha bunait ùine air a roinn air sgàth amannan eadar-dhealaichte eadar brosnachaidhean cumhaichte agus duais. Ath-chlò-bhualadh bho Schultz et al. (1995b) le cead bho MIT Press.

Neo-sheasmhachd brosnachaidhean cumhaichte

Cha bhith na gluasadan às deidh brosnachaidhean cumhaichte, ro-innse duais a ’tachairt nuair a thig na brosnachaidhean sin iad fhèin aig amannan stèidhichte le brosnachaidhean ceum air cheum ann an suidheachaidhean giùlain làn-stèidhichte. Mar sin le brosnachaidhean sreathach cumhaichte, tha neurons dopamine air an cur an gnìomh leis an spreagadh ro-innse duais as tràithe, ach tha a h-uile brosnachadh agus duais a leanas aig amannan ro-innseach às deidh sin neo-èifeachdach (Fig. 3) (Schultz et al. 1993). Is e dìreach brosnachaidhean sreathach air thuaiream air thuaiream a gheibh freagairtean fa leth. Cuideachd, bidh tionndadh farsaing le coileanadh gnìomh fìor stereotyped a ’lughdachadh na freagairtean do bhrosnachaidhean cumhaichte, is dòcha air sgàth‘ s gum bi tachartasan san deuchainn roimhe seo a ’toirt brosnachadh do bhrosnachadh.Ljungberg et al. 1992). Tha seo a ’moladh gu bheil neo-sheasmhachd brosnachaidh na riatanas cumanta airson a h-uile brosnachadh a tha a’ gnìomhachadh neurons dopamine.

Ìsleachadh le bhith a ’seachnadh brosnachaidhean cumhaichte ro-innseach

Dàta tòiseachaidh bho dheuchainn roimhe (Schultz et al. 1993) a ’moladh gu bheil neurons dopamine cuideachd trom-inntinn nuair a thathar a’ ro-innse brosnachaidh brosnachaidh, ro-innse duais aig àm stèidhichte le brosnachadh roimhe ach nach tachair e air sgàth mearachd den bheathach. Coltach ri prìomh dhuaisean, bidh na h-ìsleachaidhean a ’tachairt aig an àm a bhios an spreagadh àbhaisteach mar as àbhaist, gun a bhith air fhaighinn gu dìreach le brosnachadh roimhe. Mar sin dh ’fhaodadh an ìsleachadh a tha air adhbhrachadh le dearmad a bhith air a thoirt gu coitcheann do gach tachartas blasta.

Gnìomhachd-trom-inntinn le freagairt coitcheann

Bidh neurons dopamine cuideachd a ’freagairt ri brosnachaidhean nach eil a’ ro-innse dhuaisean ach a tha glè choltach ri brosnachaidhean ro-innse duais a tha a ’tachairt san aon cho-theacsa. Tha na freagairtean sin a ’gabhail a-steach a’ mhòr-chuid de ghnìomhachd agus an uairsin trom-inntinn sa bhad ach uaireannan bidh iad a ’gabhail a-steach gnìomhachadh fìor no trom-inntinn. Tha na gnìomhachdan nas lugha agus cho tric na an fheadhainn a tha a ’leantainn brosnachaidhean ro-innse duais, agus thathas a’ cumail sùil air na h-ìsleachaidhean ann an 30 - 60% de neurons. Bidh neurons dopamine a ’freagairt ri brosnachaidhean lèirsinneach nach eil air an leantainn le duais ach a tha gu math coltach ri brosnachaidhean ro-innse duais, a dh’ aindeoin leth-bhreith giùlan ceart (Schultz agus Romo 1990). Chan eil fosgladh bogsa falamh a ’fàiligeadh neurons dopamine ach bidh e èifeachdach anns a h-uile deuchainn cho luath sa bhios biadh anns a’ bhogsa bho àm gu àm (Ljungberg et al. 1992; Schultz 1986; Schultz agus Romo 1990) no nuair a dh ’fhosglas bogsa faisg air làimh, a tha co-ionann le biadh an-còmhnaidh air thuaiream (Schultz agus Romo 1990). Bidh am bogsa falamh a ’leantainn gnìomhachd nas laige na am bogsa biadhaidh. Bidh beathaichean a ’dèanamh ath-bheachdan treòrachaidh ocular neo-chiontach air gach bogsa ach a’ dol faisg air a ’bhogsa biathaidh le an làimh. Rè ionnsachadh, bidh neurons dopamine a ’leantainn air adhart a’ freagairt ri brosnachaidhean a chaidh an suidheachadh roimhe a chailleas an ro-innse duais nuair a dh ’atharraicheas cùisean duais (Schultz et al. 1993) no freagairt a thoirt do bhrosnachaidhean ùra a tha coltach ri brosnachaidhean a chaidh an suidheachadh roimhe (Hollerman agus Schultz 1996). Bidh freagairtean a ’tachairt eadhon gu brosnachaidhean casgach air an taisbeanadh air thuaiream le brosnachaidhean appetitive coltach ri suidheachadh, den aon mhodh mothachaidh, leis an fhreagairt aversive nas laige na am fear blasta (Mirenowicz agus Schultz 1996). Tha freagairtean a ’tighinn gu coitcheann eadhon gu brosnachaidhean fàbharach a chaidh a chuir às do ghiùlan. A rèir coltais, tha freagairtean neuronal a ’tighinn gu coitcheann gu brosnachaidhean nonappetitive air sgàth an coltas corporra ri brosnachaidhean appetitive.

Freagairtean ùr-nodha

Bidh brosnachaidhean nobhail a ’faighinn gnìomhachd ann an neurons dopamine a bhios gu tric air an leantainn le ìsleachaidhean agus a’ leantainn fhad ‘s a bhios ath-bheachdan treòrachaidh giùlain a’ tachairt (me, saccades ocular). Bidh gnìomhachd a ’sìolachadh còmhla ri ath-bheachdan treòrachaidh às deidh grunn ath-aithris brosnachaidh, a rèir buaidh corporra brosnachaidh. Ged nach eil diodes beaga a bhios a ’sgaoileadh solas a’ faighinn freagairtean ùr-nodha, bidh solais a ’frasadh agus fosgladh luath lèirsinneach is claisneachd bogsa beag a’ faighinn gnìomhachd a tha a ’lobhadh mean air mhean chun bhun-loidhne rè <100 deuchainn (Ljungberg et al. 1992). Bidh cliogan àrda no dealbhan mòra dìreach air beulaibh beathach a ’faighinn freagairtean làidir ùr-nodha a bhios a’ lobhadh ach a tha fhathast a ’brosnachadh gnìomhachd a ghabhas tomhas le> 1,000 deuchainn (Hollerman agus Schultz 1996; Horvitz et al. 1997; Steinfels et al. 1983). Figear 4 a ’sealltainn gu sgeamaigeach na meudan freagairt eadar-dhealaichte le brosnachadh nobhail de eòlas corporra eadar-dhealaichte. Bidh freagairtean a ’lobhadh mean air mhean le bhith a’ nochdadh a-rithist ach dh ’fhaodadh iad cumail aig meudan nas lugha le brosnachaidhean gu math iomchaidh. Bidh meudan freagairt a ’meudachadh a-rithist nuair a tha na h-aon bhrosnachaidhean ann an suidheachadh dòigheil. An coimeas ri sin, bidh freagairtean do bhrosnachaidhean nobhail, eadhon mòr, a ’dol sìos gu sgiobalta nuair a thèid na brosnachaidhean a chleachdadh airson a bhith a’ suidheachadh giùlan seachain gnìomhach (Mirenowicz agus Schultz 1996). Is e glè bheag de neurons (<5%) a bhios a ’freagairt airson barrachd air beagan deuchainnean gu brosnachaidhean follaiseach ach lag gu corporra, leithid briseadh pàipear no gluasadan làimhe làn an deuchainneaniche.

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 4. 

Cùrsaichean ùine de ghnìomhachadh neurons dopamine gu brosnachaidhean nobhail, rabhaidh, agus cumhaichte. Bidh gnìomhachd às deidh brosnachaidhean nobhail a ’lùghdachadh le bhith a’ nochdadh a-rithist thar deuchainnean leantainneach. Tha an meud aca an urra ri beatha corporra brosnachaidh mar a bhios brosnachaidhean nas làidire ag adhbhrachadh gnìomhachd nas àirde a bhios uaireannan a ’dol thairis air an fheadhainn às deidh brosnachaidhean cumhaichte. Bidh brosnachaidhean sònraichte sònraichte a ’leantainn air adhart a’ gnìomhachadh neurons dopamine le meud cuibhrichte eadhon às deidh dhaibh an nobhail a chall gun a bhith air am pacadh le prìomh dhuaisean. Bidh gnìomhachd seasmhach a ’nochdadh a-rithist nuair a thig brosnachaidhean co-cheangailte ri prìomh dhuaisean. Chaidh an sgeama seo a chuir ri Jose Contreras-Vidal.

Caractar aon-ghnèitheach nam freagairtean

Tha na deuchainnean a chaidh a dhèanamh gu ruige seo air nochdadh nach eil a ’mhòr-chuid de neurons ann am buidhnean cealla dopamine midbrain A8, A9, agus A10 a’ nochdadh gnìomhan agus ìsleachaidhean glè choltach ann an suidheachadh giùlan sònraichte, ach chan eil na neurons dopamine a tha air fhàgail a ’freagairt idir. Tha claonadh ann airson bloighean nas àirde de neurons a bhith a ’freagairt ann an roinnean nas medial den mheanbh-chuileag, leithid an sgìre teasach ventral agus media substantia nigra, an taca ri roinnean nas fhaide air falbh, a bhios uaireannan a’ ruighinn brìgh staitistigeil (Schultz 1986; Schultz et al. 1993). Tha latencies freagairt (50-110 ms) agus durations (<200 ms) coltach am measg prìomh dhuaisean, brosnachaidhean cumhaichte, agus brosnachadh nobhail. Mar sin tha an fhreagairt dopamine a ’dèanamh suas comharra sluaigh sgalachail an ìre mhath aon-ghnèitheach. Tha e air a rangachadh ann am meud a rèir freagairteachd neurons fa leth agus a rèir na tha de neurons freagairt taobh a-staigh an t-sluaigh.

Geàrr-chunntas 1: freagairtean atharrachail rè amannan ionnsachaidh

Tha feartan freagairtean dopamine gu brosnachaidhean co-cheangailte ri duais air an nochdadh as fheàrr ann an amannan ionnsachaidh rè gu bheil duaisean gu sònraichte cudromach airson freagairtean giùlain fhaighinn. Bidh an comharra duais dopamine a ’tighinn tro atharrachaidhean eagarach rè adhartas ionnsachaidh agus bidh e a’ tachairt chun an spreagadh as tràithe a tha co-cheangailte ri duais, is e seo an dàrna cuid prìomh dhuais no brosnachadh ro-innse duais (Ljungberg et al. 1992; Mirenowicz agus Schultz 1994). Rè ionnsachadh, bidh brosnachaidhean nobhail, neodrach gu neo-ghluasadach a ’brosnachadh freagairtean a bhios a’ lagachadh a dh ’aithghearr agus a’ dol à sealladh (Fig. 4). Bidh duaisean bun-sgoile a ’tachairt gu neo-inntinneach rè pairing tùsail le leithid de bhrosnachadh agus a’ faighinn gnìomhachd neuronal. Le paidhrichean a-rithist, bidh duaisean air am ro-innse le brosnachaidhean cumhaichte. Bidh gnìomhan às deidh an duais a ’lùghdachadh mean air mhean agus air an gluasad chun bhrosnachadh suidheachadh, ro-innse duais. Ach, mura h-eil duais a thathar an dùil a ’tachairt air sgàth mearachd den bheathach, tha neurons dopamine dubhach aig an àm a bhiodh an duais air tachairt. Rè ionnsachadh cunbhalach de ghnìomhan (Schultz et al. 1993) no pàirtean gnìomh (Hollerman agus Schultz 1996), bidh na brosnachaidhean cumhaichte as tràithe a ’gnìomhachadh neurons dopamine rè gach ìre ionnsachaidh mar thoradh air coitcheannachadh do bhrosnachaidhean a chaidh ionnsachadh roimhe, ach tha brosnachaidhean cumhaichte às deidh sin agus prìomh dhuaisean a’ gnìomhachadh neurons dopamine a-mhàin fhad ‘s a tha iad mì-chinnteach agus tha suidheachaidhean ùra gan stèidheachadh.

Geàrr-chunntas 2: brosnachadh èifeachdach airson neurons dopamine

Tha freagairtean dopamine air an togail le trì roinnean de bhrosnachadh. Tha a ’chiad roinn a’ toirt a-steach prìomh dhuaisean agus brosnachaidhean a thàinig gu bhith nan ro-innsearan duais dligheach tro bhith a ’càradh grunn thursan is tuiteamach le duaisean. Tha na brosnachaidhean sin nan seòrsa cumanta de bhrosnachaidhean sònraichte a tha a ’ro-innse dhuaisean, leis gu bheil prìomh dhuaisean a’ frithealadh mar ro-innsearan air buaidhean buannachdail fàsmhorachd. Tha e coltach gu bheil pàirt rabhaidh aig brosnachaidhean èifeachdach, oir chan eil ach brosnachaidhean le toiseach soilleir èifeachdach. Bidh neurons dopamine a ’nochdadh gnìomhachdan fìor-ghlan a’ leantainn brosnachaidhean ro-innse duais sònraichte agus tha iad trom-inntinn nuair nach bi duais a tha dùil ach air fhàgail às (Fig. 5, mullach).

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 5. 

Taisbeanadh sgeadaichte de fhreagairtean neurons dopamine gu seòrsachan brosnachaidh 2. Top: bidh taisbeanadh de bhrosnachadh sònraichte a tha a ’ro-innse duais a’ leantainn gu gnìomhachd às deidh an spreagadh, gun fhreagairt sam bith don duais a tha dùil, agus trom-inntinn nuair nach tachair duais a tha dùil. Bottom: tha taisbeanadh de bhrosnachadh a tha glè choltach ri brosnachadh suidheachadh, ro-innse duais a ’leantainn gu gnìomhachd le trom-inntinn, gnìomhachadh às deidh an duais, agus gun fhreagairt nuair nach tachair duais. Is dòcha gu bheil gnìomhachd às deidh an spreagadh a ’nochdadh coitcheannachadh freagairt air sgàth coltas corporra. Chan eil am brosnachadh seo gu sònraichte a ’ro-innse duais ach tha e co-cheangailte ris an duais tro a bhith coltach ris an spreagadh a tha a’ ro-innse an duais. Ann an coimeas ri brosnachaidhean ro-innse duais sònraichte, tha gnìomhachd nas ìsle agus gu tric air a leantainn le ìsleachaidhean, mar sin a ’dèanamh eadar-dhealachadh eadar brosnachaidhean le duais (CS +) agus neo-leasaichte (CS−). Tha an sgeama seo a ’toirt geàrr-chunntas air toraidhean bho dheuchainnean roimhe agus gnàthach (Hollerman agus Schultz 1996; Ljungberg et al. 1992; Mirenowicz agus Schultz 1996; Schultz agus Romo 1990; Schultz et al. 1993; P. Waelti agus W. Schultz, toraidhean neo-fhoillsichte).

Anns an dàrna roinn tha brosnachaidhean a tha a ’faighinn freagairtean san fharsaingeachd. Chan eil na brosnachaidhean sin gu sònraichte a ’ro-innse dhuaisean ach tha iad èifeachdach air sgàth an coltas corporra ri brosnachaidhean a tha air a bhith nan ro-innsearan duais sònraichte tro shuidheachadh. Bidh na brosnachaidhean sin a ’brosnachadh ghnìomhachdan a tha nas ìsle ann am meud agus a’ dol an sàs nas lugha de neurons, an coimeas ri brosnachaidhean ro-innse duais sònraichte (Fig. 5, -ìosal). Bidh iad gu tric air an leantainn le ìsleachaidhean sa bhad. Ged a dh ’fhaodadh a’ chiad ghnìomhachadh a bhith mar fhreagairt appetitive coitcheann a tha a ’comharrachadh duais a dh’ fhaodadh a bhith ann, is dòcha gu bheil an ìsleachadh às deidh sin a ’nochdadh ro-innse duais sam bith ann an co-theacsa ro-innse duais coitcheann agus a’ cur às don bharail duais mearachdach. Tha dìth ro-innse duais sònraichte air a mholadh tuilleadh le làthaireachd gnìomhachd an dèidh duais bun-sgoile agus dìth trom-inntinn gun duais. Còmhla ris na freagairtean do bhrosnachaidhean a tha a ’ro-innse dhuaisean, tha e coltach mar gum biodh gnìomhachd dopamine ag aithris air“ tag ”tarraingeach a tha ceangailte ri brosnachaidhean a tha co-cheangailte ri duaisean.

Tha an treas roinn a ’toirt a-steach brosnachaidhean nobhail no gu sònraichte iomchaidh nach eil gu riatanach co-cheangailte ri duaisean sònraichte. Le bhith a ’faighinn a-mach ath-bheachdan treòrachaidh giùlain, tha na brosnachaidhean sin a’ toirt rabhadh agus aire dhaoine. Ach, tha gnìomhan brosnachail aca cuideachd agus faodaidh iad a bhith buannachdail (Fujita 1987). Dh ’fhaodadh gum bi brosnachaidhean nobhail blasta. Bidh brosnachadh ùr-nodha no gu sònraichte iomchaidh a ’brosnachadh gnìomhachd a tha gu tric air a leantainn le ìsleachaidhean, coltach ri freagairtean do bhrosnachadh coitcheann.

Mar sin tha na freagairtean mean air mhean de neurons dopamine ag aithris air tachartasan le buaidhean brosnachail a dh ’fhaodadh a bhith math, leithid prìomh dhuaisean, brosnachadh ro-innse duais, tachartasan coltach ri duais, agus rabhaidhean brosnachail. Ach, chan eil iad a ’lorg gu ìre mhòr tachartasan le droch bhuaidhean àicheil, leithid brosnachaidhean casgach.

Geàrr-chunntas 3: an comharra mearachd ro-innse duais dopamine

Faodar na freagairtean dopamine gu tachartasan sònraichte co-cheangailte ri duais a bhun-bheachdachadh agus a thuigsinn a thaobh teòiridhean foirmeil ionnsachaidh. Bidh neurons dopamine ag aithris dhuaisean an coimeas ris an ro-innse aca seach a bhith a ’comharrachadh prìomh dhuaisean gun chumhachan (Fig. 2). Tha an fhreagairt dopamine deimhinneach (gnìomhachadh) nuair a thig prìomh dhuaisean gun a bhith air a ro-innse. Is e am freagairt neoni nuair a thig duaisean mar a bha dùil. Tha am freagairt àicheil (trom-inntinn) nuair a thèid duaisean a tha air am fàgail air fhàgail às. Mar sin bidh neurons dopamine ag aithris air prìomh dhuaisean a rèir an eadar-dhealachaidh eadar na thachair agus ro-innse duais, a dh ’fhaodar ainmeachadh mar mhearachd ann an ro-innse duais (Schultz et al. 1995b, 1997) agus tha e foirmeil gu foirmeil mar

Co-aontar 1 Faodar am moladh seo a leudachadh gu tachartasan appetitive cumhaichte a tha cuideachd air aithris le neurons dopamine an coimeas ri ro-innse. Mar sin is dòcha gum bi neurons dopamine ag aithris mearachd ann an ro-innse a h-uile tachartas appetitive, agus Eq. 1 faodar a ràdh anns an riochd nas fharsainge

Co-aontar 2Tha an coitcheannachadh seo co-chòrdail ris a ’bheachd gu bheil a’ mhòr-chuid de dhuaisean mar bhrosnachadh brosnachaidh. Le grunn thachartasan ro-innseach stèidhichte air duais, chan eil ach a ’chiad tachartas neo-fhaicsinneach agus a’ togail gnìomhachd dopamine.

Tùs an fhreagairt dopamine

Dè na cuir a-steach anatomic a dh ’fhaodadh a bhith an urra ri roghnaidheachd agus nàdar polysensory freagairtean dopamine? Dè an gnìomhachd cur-a-steach a dh ’fhaodadh a bhith a’ còdadh mhearachdan ro-innse, a ’brosnachadh gluasad freagairt atharrachail chun tachartas appetitive as tràithe gun dùil agus a’ toirt tuairmse air àm na duais?

Buaidh dopamine mean air mhean air structaran targaid

DÙTHCHAS GLOBAL DOPAMINE SIGNAL.

Ro-mheasaidhean diofraichte. Tha neurons dopamine ∼8,000 anns gach substantia nigra de radain (Oorschot 1996) agus 80,000 - 116,000 ann am muncaidhean macaque (German et al. 1988; Percheron et al. 1989). Anns gach striatum tha ∼2.8 millean neurons ann am radain agus 31 millean ann am macaques, a ’leantainn gu factar iomadachaidh nigrostriatal de 300 - 400. Bidh gach axon dopamine a ’ramachadh gu pailt ann an àite crìche cuibhrichte ann an striatum agus tha eadar-dhealachaidhean striatal ∼500,000 às a bheil dopamine air a leigeil ma sgaoil (Andén et al. 1966). Tha seo a ’leantainn gu cuir a-steach dopamine gu cha mhòr a h-uile neuron striatal (Groves et al. 1995) agus ro-mheasadh nigrostriatal meadhanach topografach (Lynd-Balta agus Haber 1994). Tha an taobh a-staigh cortical dopamine ann am muncaidhean as àirde ann an sgìrean 4 agus 6, tha e fhathast meadhanach mòr ann an lobes aghaidh, parietal, agus temporal, agus tha e aig an ìre as ìsle anns an lobe occipital (Berger et al. 1988; Williams agus Goldman-Rakic ​​1993). Gheibhear synapses dopamine cortical gu ìre mhòr ann an sreathan I agus V - VI, a ’conaltradh ri cuibhreann mòr de neurons cortical an sin. Còmhla ris an nàdar freagairt caran aon-ghnèitheach, tha an dàta seo a ’moladh gu bheil an fhreagairt dopamine a’ tighinn air adhart mar tonn gnìomhachd aig an aon àm, co-shìnte bhon mheanbh-chuileag gu striatum agus cortex aghaidh (Fig. 7).

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 7. 

Comharra dopamine cruinneil a ’tighinn air adhart gu striatum agus cortex. Faodar freagairt sluaigh an ìre mhath aon-ghnèitheach den mhòr-chuid de neurons dopamine gu brosnachaidhean fàbharach agus rabhaidh agus a adhartas bho substantia nigra gu structaran postynaptic a choimhead gu sgeamaigeach mar tonn de ghnìomhachd co-shìnte, co-shìnte a ’tighinn air adhart aig astar 1 - 2 m / s (Schultz agus Romo 1987) air feadh na ro-mheasaidhean diofraichte bhon mheanbh-chuileag gu striatum (caudate agus putamen) agus cortex. Tha freagairtean càileachdail eadar-dhealaichte eadar neurons de substantia nigra (SN) pars compacta agus sgìre teasach ventral (VTA). Le bhith a ’toirt a-steach dopamine de gach neuron ann an striatum agus mòran neurons anns an cortex aghaidh bheireadh an comharra ath-neartachaidh dopamine buaidh gu math cruinneil. Tha tonn air a dhlùthadh gus cuideam a chuir air nàdar co-shìnte.

Sgaoileadh dopamine. Bidh impulses de neurons dopamine aig amannan 20 - 100 ms a ’leantainn gu dùmhlachd dopamine mòran nas àirde ann an striatum na an aon àireamh de dh’ impidhean aig amannan 200 ms (Garris agus Wightman 1994; Gonon 1988). Tha an neo-làthaireachd seo gu ìre mhòr mar thoradh air saturation luath an neach-còmhdhail ath-ghabhail dopamine, a bhios a ’glanadh an dopamine a chaidh a leigeil ma sgaoil bhon roinn extrasynaptic (Chergui et al. 1994). Thathas a ’cumail sùil air an aon bhuaidh ann an niuclas accumbens (Wightman agus Zimmerman 1990) agus bidh e a ’tachairt eadhon le amannan brosnachaidh nas fhaide air sgàth làraich ath-ghabhail sparser (Garris et al. 1994b; Marshall et al. 1990; Stamford et al. 1988). Tha sgaoileadh dopamine às deidh spreadhadh impulse de <300 ms ro ghoirid airson a bhith a ’gnìomhachadh an lughdachadh autoreceptor-mediated de sgaoileadh (Chergui et al. 1994) no an ìsleachadh enzymatic eadhon nas slaodaiche (Mìcheal et al. 1985). Mar sin tha freagairt dopamine bursting gu sònraichte èifeachdach airson dopamine a leigeil ma sgaoil.

Tha tuairmsean stèidhichte air bholtammetry in vivo a ’moladh gum bi aon chasg a’ leigeil a-mach moileciuilean ∼1,000 dopamine aig synapses ann an striatum agus niuclas accumbens. Bidh seo a ’leantainn gu dùmhlachd dopamine synaptic sa bhad de 0.5 - 3.0 μM (Garris et al. 1994a; Kawagoe et al. 1992). Aig 40 μs às deidh dhaibh a leigeil ma sgaoil,> tha 90% de dopamine air an synapse fhàgail, agus chaidh cuid den chòrr a chuir às le ath-ghlacadh synaptic (leth ùine tòiseachaidh 30-37 ms). Aig 3–9 ms às deidh dhaibh a leigeil ma sgaoil, bidh dùmhlachdan dopamine a ’ruighinn àirde ∼250 nM nuair a bhios a h-uile caochladair nàbachd a’ leigeil às dopamine aig an aon àm. Tha dùmhlachd aon-ghnèitheach taobh a-staigh raon 4 μm diam (Gonon 1997), a tha an astar cuibheasach eadar caochlaidhean (Doucet et al. 1986; Groves et al. 1995). Tha an sgaoileadh as àirde air a chuingealachadh gu 12 μm leis an neach-còmhdhail ath-ghabhail agus ruigear e ann an 75 ms às deidh dha a leigeil ma sgaoil (leth ùine tòiseachaidh an neach-còmhdhail 30-37 ms). Bhiodh co-chruinneachaidhean beagan nas ìsle agus nas lugha aon-ghnèitheach ann an roinnean le nas lugha de dh ’eadar-dhealachaidhean no nuair a thèid <100% de neurons dopamine a ghnìomhachadh, ach tha iad dhà no trì tursan nas àirde le spreadhaidhean impulse. Mar sin dh ’fhaodadh gum bi na gluasadan dùmhlachaidh a tha air am brosnachadh le duais, beagan sioncronaich, ann an ∼75% de neurons dopamine a’ leantainn gu stùcan dùmhlachd aon-ghnèitheach timcheall air 150–400 nM. Tha àrdachadh iomlan de dopamine extracellular a ’mairsinn 200 ms às deidh aon chasg agus 500–600 ms às deidh ioma-sparradh de amannan 20–100 ms a bhith air an cur an sàs eadar 100–200 ms (Chergui et al. 1994; Dugast et al. 1994). An neach-còmhdhail ath-ghabhail extrasynaptic (Nirenberg et al. 1996) an dèidh sin a ’toirt dùmhlachd dopamine air ais chun bhun-loidhne aca de 5 - 10 nM (Herrera-Marschitz et al. 1996). Mar sin, an coimeas ri neurotransmission clasaigeach, teann synaptic, bidh dopamine a chaidh a leigeil a-mach gu synaptically a ’sgaoileadh gu luath a-steach don sgìre juxtasynaptic sa bhad agus a’ ruighinn stùcan goirid de chruinneachaidhean extracellular sgìreil.

Luchd-gabhail. Den dà phrìomh sheòrsa de gabhadairean dopamine, tha na gabhadairean adenylate cyclase-activating, seòrsa D1 a ’dèanamh suas ∼80% de gabhadairean dopamine ann an striatum. Dhiubh sin tha 80% ann an staid dàimh ìosal 2 - 4 μM agus 20% ann an stàit àrd dàimh 9 - 74 nM (Richfield et al. 1989). Buinidh an 20% a tha air fhàgail de gabhadairean dopamine striatal leis an t-seòrsa D2 adenylase a tha a ’bacadh XXUMX - 10% anns an stàit dàimh ìosal agus 0 - 80% anns an stàit àrd-dàimh, le ceanglaichean coltach ri gabhadairean D90. Mar sin uile gu bheil dàimh ∼1 aig gabhadairean D1 nas ìsle na gabhadairean D100. Tha gabhadairean striatal D2 suidhichte sa mhòr-chuid air neurons a tha a ’stobadh a-mach gu pallidum a-staigh agus substantia nigra pars reticulata, ach tha gabhadairean D1 striatal suidhichte sa mhòr-chuid air neurons a tha a’ stobadh a-mach gu pallidum taobh a-muigh (Bergson et al. 1995; Gerfen et al. 1990; Hersch et al. 1995; Levey et al. 1993). Ach, is dòcha nach bi àite aig na h-eadar-dhealachaidhean ann an cugallachd gabhadain nas fhaide na tar-chuir comharran, agus mar sin a ’lughdachadh nan eadar-dhealachaidhean ann an cugallachd dopamine eadar an dà sheòrsa de neurons toradh striatal.

Tha dopamine air a leigeil ma sgaoil gu 30 - 40% bho synaptic agus gu 60 - 70% bho atharrachaidhean extrasynaptic (Descarries et al. 1996). Bidh dopamine a chaidh a leigeil ma sgaoil gu synaptically ag obair air gabhadairean dopamine postynaptic aig ceithir làraich eadar-dhealaichte anatomically anns an striatum, is e sin taobh a-staigh synapses dopamine, dìreach ri taobh synapses dopamine, taobh a-staigh synapses corticostriatal glutamate, agus aig làraichean extrasynaptic iomallach bho làraich fuasglaidh (Fig. 8) (Levey et al. 1993; Sesack et al. 1994; Yung et al. 1995). Tha gabhadairean D1 air an suidheachadh gu h-ionadail taobh a-muigh synapses dopamine (Caillé et al. 1996). Chuireadh na co-chruinneachaidhean àrda thar-ghnèitheach de dopamine às deidh spreadhadh mean air mhean luchd-gabhaidh D1 faisg air na làraich fuasglaidh gnìomhach agus gnìomhachadh agus eadhon sùghadh gabhadairean D2 anns a h-uile àite. Bhiodh gabhadairean D2 fhathast air an cur an gnìomh gu ìre nuair a thilleas an dùmhlachd dopamine àrainneachdail chun bhun-loidhne às deidh àrdachadh mean air mhean.

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 8. 

Buaidh sgaoileadh dopamine air neurons spìosrach meadhanach àbhaisteach anns an striatum dorsal agus ventral. Bidh dopamine a chaidh a leigeil ma sgaoil le impulses bho varicosities synaptic a ’gnìomhachadh beagan gabhadairean synaptic (is dòcha de sheòrsa D2 anns an stàit dàimh ìosal) agus a’ sgaoileadh gu sgiobalta a-mach às an synapse gus gabhadairean seòrsa D1 dàimh ìosal (D1?) A tha faisg air làimh, taobh a-staigh synapses corticostriatal , no aig astar cuibhrichte. Bidh dopamine a tha a ’sìor fhàs nas motha a’ gnìomhachadh gabhadairean seòrsa D2 àrd-dàimh faisg air làimh gu saturation (D2?). Tha gabhadairean D2 fhathast air an cur an gnìomh gu ìre leis na dùmhlachdan dopamine àrainneachdail às deidh an sgaoileadh mean air mhean. Dh ’fhaodadh dopamine a chaidh a leigeil a-mach gu h-anabarrach lagachadh le sgaoileadh agus gabhadairean D2 àrd-dàimh a ghnìomhachadh. Bu chòir a thoirt fa-near, ann an eadar-dhealachadh ris an diagram sgeama seo, gu bheil a ’mhòr-chuid de gabhadairean D1 agus D2 suidhichte air diofar neurons. Bidh glutamate a chaidh a leigeil ma sgaoil bho ionadan corticostriatal a ’ruighinn gabhadairean postynaptic a tha suidhichte air na h-aon spìcean dendritic ri varicosities dopamine. Bidh glutamate cuideachd a ’ruighinn eadar-dhealachaidhean dopamine presynaptic far a bheil e a’ cumail smachd air leigeil às dopamine. Tha buaidhean dopamine air neurons spiny ann an cortex front an coimeas ann an iomadh dòigh.

Geàrr-chunntas. Tha an fhreagairt a chaidh fhaicinn, meadhanach bursach, geàrr-ùine, cha mhòr sioncronaich, a ’mhòr-chuid de neurons dopamine a’ leantainn gu sgaoileadh dopamine as fheàrr aig an aon àm bhon mhòr-chuid de dh ’eadar-dhealachaidhean striatal le farsaingeachd mhòr. Bidh an fhreagairt neuronal a ’toirt a-steach puff ghoirid de dopamine a tha air a leigeil ma sgaoil bho làraich extrasynaptic no a’ sgaoileadh gu luath bho synapses a-steach don sgìre juxtasynaptic. Bidh dopamine gu luath a ’ruighinn dùmhlachdan aon-ghnèitheach roinneil a tha buailteach buaidh a thoirt air dendrites is dòcha a h-uile striatal agus mòran neurons cortical. San dòigh seo, tha an teachdaireachd duais ann an 60 - 80% de neurons dopamine air a chraoladh mar chomharradh ath-neartachaidh, caran cruinneil don striatum, niuclas accumbens, agus cortex aghaidh, a ’dearbhadh buaidh mean air mhean air an àireamh as motha de synapses a tha an sàs ann an giullachd. de bhrosnachaidhean agus de ghnìomhan a ’leantainn gu duais (Fig. 7). Bheireadh dopamine a chaidh a leigeil ma sgaoil le gnìomhachdan neuronal às deidh duaisean agus brosnachaidhean ro-innse duais buaidh air gabhadairean D1 juxtasynaptic air neurons striatal a tha a ’stobadh a-mach gu pallidum a-staigh agus substantia nigra pars reticulata agus a h-uile gabhadair D2 air neurons a tha a’ stobadh a-mach gu pallidum taobh a-muigh. Bhiodh lughdachadh leigeil às dopamine air a bhrosnachadh le ìsleachaidhean le duaisean air fhàgail às agus brosnachaidhean ro-innse duais a ’lughdachadh brosnachadh tonic gabhadairean D2 le dopamine àrainneachdail. Mar sin bheireadh mearachdan ro-innse duais adhartach buaidh air gach seòrsa de neurons toradh striatal, ach dh ’fhaodadh gum biodh an mearachd ro-innse àicheil gu ìre mhòr a’ toirt buaidh air neurons a tha a ’stobadh a-mach gu pallidum taobh a-muigh.

Innealan cocaine a dh’fhaodadh a bhith ann. Bidh bacadh air a ’ghiùladair ath-ghabhail dopamine le drogaichean mar cocaine no amphetamine ag àrdachadh agus a’ leudachadh àrdachadh mean air mhean ann an dùmhlachdan dopamine (Eaglais et al. 1987a; Giros et al. 1996; Suaud-Chagny et al. 1995). Bhiodh an àrdachadh gu sònraichte follaiseach nuair a ruigeas àrdachaidhean luath, brosnaichte le dùmhlachd dopamine, mus tig riaghladh fios-air-ais gu bhith èifeachdach. Bheireadh an uidheamachadh seo comharra dopamine làn leasaichte às deidh duaisean bun-sgoile agus brosnachadh ro-innse duais. Mheudaicheadh ​​e cuideachd an comharra dopamine a tha beagan nas laige às deidh brosnachaidhean a tha coltach ri duaisean, brosnachaidhean nobhail, agus gu sònraichte brosnachaidhean iomchaidh a dh ’fhaodadh a bhith tric ann am beatha làitheil. Leigeadh an leasachadh le cocaine leis na brosnachaidhean neo-ghluasadach sin nochdadh cho làidir no eadhon nas làidire na duaisean nàdurrach às aonais cocaine. Dh ’fhaodadh neurons postynaptic mì-mhìneachadh a dhèanamh air a leithid de chomharradh mar thachartas sònraichte a tha co-cheangailte ri duais agus a dhol tro atharrachaidhean fad-ùine ann an sgaoileadh synaptic.

Teòiridhean ionnsachaidh

Algairim ath-neartachaidh

IONNSACHADH DÌON TEMPORAL.

Ann an clas gu sònraichte èifeachdach de algorithms neartachaidh (Sutton 1988; Sutton agus Barto 1981), tha cuideaman synaptic air an atharrachadh a rèir a ’mhearachd ann an ro-innse ath-neartachaidh air a thomhas thar ceumannan ùine leantainneach (t) anns gach deuchainn

rˆ(t)=r(t)+P(t)-P(t-l)

Co-aontar 6where r tha daingneachadh agus P tha ro-innse ath-neartachaidh. P (t) mar as trice air iomadachadh le factar lasachaidh γ le 0 ≤ γ <1 gus cunntas a thoirt air buaidh lughdachadh dhuaisean a tha a ’sìor fhàs iomallach. Airson adhbharan sìmplidheachd, tha γ air a shuidheachadh gu 1 an seo. Ann an cùis aon bhrosnachadh a ’ro-innse aon ath-neartachadh, an ro-innse P(t - 1) ann ron àm t de dhaingneachadh ach thig e gu crìch aig àm an neartachaidh [P (t) = 0]. Bidh seo a ’leantainn gu comharra ath-neartachaidh èifeachdach aig an àm (T) de dhaingneachadh

rˆ (t)=r(t)-P(t-l)

Co-aontar 6aTha r̂(t) teirm a ’comharrachadh an eadar-dhealachadh eadar daingneachadh fìor agus ro-innse. Rè ionnsachadh, chan eil ro-innse air a ro-innse gu h-iomlan, tha an teirm mearachd dearbhach nuair a bhios daingneachadh a ’tachairt, agus tha cuideaman synaptic air an àrdachadh. Às deidh ionnsachadh, tha daingneachadh air a ro-innse gu h-iomlan le brosnachadh roimhe [P(t - 1) = r(t)], tha an teirm mearachd neoni air giùlan ceart, agus tha cuideaman synaptic fhathast gun atharrachadh. Nuair a tha ath-neartachadh air fhàgail às mar thoradh air coileanadh neo-iomchaidh no atharrachaidhean tuiteamach, tha an mearachd àicheil agus tha cuideaman synaptic air an lughdachadh. Tha an r̂(t) tha an teirm co-chosmhail ris an teirm (λ-V) teirm mearachd a ’mhodail Rescorla-Wagner (Eq. 4 ). Ach, tha e a ’buntainn ri ceumannan ùine fa leth (t) taobh a-staigh gach deuchainn seach ro-innse a ’tighinn air adhart thar deuchainnean leantainneach. Tha na modailean ath-neartachaidh ùineail sin a ’gabhail brath air gu bheil na ro-innse a chaidh fhaighinn a’ toirt a-steach an dearbh àm ath-neartachaidh (Dickinson et al. 1976; Gallistel 1990; Smith 1968).

Bidh na h-algorithms eadar-dhealachadh ùineail (TD) cuideachd a ’cleachdadh ro-innse a chaidh fhaighinn airson cuideaman synaptic atharrachadh. Ann an cùis brosnachaidh neo-fhaicsinneach, aon-chumhaichte a ’ro-innse aon ath-neartachadh, an ro-aithris P (t) a ’tòiseachadh aig àm (t), chan eil ro-innse roimhe ann [P(t - 1) = 0], agus cha deach daingneachadh a dhèanamh fhathast [r(t) = 0]. A rèir Eq. 6, bidh am modail a ’sgaoileadh comharra ath-neartachaidh èifeachdach a tha ro-innse aig an àm (t) den ro-aithris

rˆ=P(t)

Co-aontar 6bIn cùis ioma-bhrosnachaidhean ro-innse leantainneach, a-rithist le daingneachadh neo-làthaireach aig àm ro-innse, an comharra ath-neartachaidh èifeachdach aig an àm (T) den ro-aithris a ’nochdadh an eadar-dhealachadh eadar an ro-aithris làithreach P (t) agus an ro-innse roimhe P(t - 1)

rˆ=P(t)-P(t-l)

Co-aontar 6cTha seo a ’toirt a-steach teirm mearachd de dhaingneachadh òrdugh nas àirde. Coltach ri luchd-neartachaidh làn-dùil, tha a h-uile brosnachaidh ro-innse a tha làn ro-innse iad fhèin air a chuir dheth [P(t - 1) = P(t)], a ’leantainn gu r̂ = 0 aig na h-amannan (T) de na brosnachaidhean sin. Chan eil ach an spreagadh ro-innse as tràithe a ’cur ris a’ chomharra ath-neartachaidh èifeachdach, mar an spreagadh seo P (t) chan eil dùil ri brosnachadh eile [P(t - 1) = 0]. Bidh seo mar thoradh air an aon rud r̂ = P (t) aig an àm (T) den chiad ro-aithris mar ann an cùis ro-innse singilte (Eq. 6b).

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 9. 

Ailtirean bunaiteach de mhodalan lìonra neural a ’cur an gnìomh algorithms eadar-dhealachadh ùineail an coimeas ri ceangal basal ganglia. A: anns a ’bhuileachadh tùsail an comharra teagaisg èifeachdach y - ȳ air a thomhas ann am modail neuron A agus air a chuir gu cinn-uidhe presynaptic de chuir-a-steach x gu neuron B, mar sin a ’toirt buaidh x → B giollachd agus atharrachadh cuideaman synaptic aig an x → B synapse. Neuron B a ’toirt buaidh air toradh giùlain tro axon y agus aig an aon àm a ’cur ri feartan atharrachail neuron A, is e sin an fhreagairt aige do bhrosnachaidhean ro-innse ro-innse. Bidh buileachadh nas ùire den ailtireachd sìmplidh seo a ’cleachdadh neuron A seach neuron B airson a bhith a ’sgaoileadh toradh O den mhodail (Montague et al. 1996; Schultz et al. 1997). Ath-chlò-bhualadh bho Sutton agus Barto (1981) le cead bho Chomann Saidhgeòlais Ameireagaidh. B: tha buileachadh o chionn ghoirid a ’sgaradh a’ phàirt teagaisg A, ris an canar an càineadh (deas), bho phàirt toraidh air a dhèanamh suas de ghrunn aonadan giullachd B, ris an canar an cleasaiche (clì). An comharra ath-neartachaidh èifeachdach r̂(t) air a thomhas le bhith a ’toirt air falbh an eadar-dhealachadh ùineail ann an ro-aithris ath-neartachadh cuideam γP(t) - P(t - 1) bho neartachadh bun-sgoile r(t) a fhuaireadh bhon àrainneachd (γ am bàillidh lasachaidh a ’lughdachadh luach luchd-neartachadh nas fhaide air falbh). Tha ro-innse ath-neartachaidh air a thomhas ann an aonad ro-innse air leth C, a tha na phàirt den chàineadh agus a tha na lùb dùinte leis an eileamaid teagaisg A, ach bidh daingneachadh bun-sgoile a ’dol a-steach don neach-càineadh tro chur-a-steach fa-leth r_t. Bidh comharra ath-neartachaidh èifeachdach a ’toirt buaidh air cuideaman synaptic aig axons a tha a’ tighinn a-steach anns an actair, a bhios a ’meadhanachadh toradh agus ann an aonad ro-innse atharrachail a’ chàineadh. Ath-chlò-bhualadh bho Barto (1995) le cead bho MIT Press. C: tha ceangal bunaiteach den ganglia basal a ’nochdadh coltas coltach ri ailtireachd cleasaiche-càineadh. Bidh ro-mheasadh dopamine a ’sgaoileadh a’ chomharra ath-neartachaidh chun striatum agus tha e coltach ris an aonad A ann am pàirtean A agus B, bidh an striatum limbic (no striosome-patch) a ’gabhail suidheachadh an aonad ro-innse C anns a ’chàineadh, agus tha an striatum sensorimotor (no matrix) coltach ri na h-aonadan cleasaiche B. Anns a ’mhodail thùsail (A), tha an gluasad mòr singilte bho anatomy basal ganglia stèidhichte a ’toirt a-steach buaidh neuron A a bhith air an stiùireadh gu cinn-uidhe presynaptic, ach tha synapses dopamine suidhichte air dendrites postynaptic de neurons striatal (Freund et al. 1984). Ath-chlò-bhualadh bho Mac a ’Ghobhainn agus Bolam (1990) le cead bho Elsevier Press.

Air an toirt còmhla, tha an comharra ath-neartachaidh èifeachdach (Eq. 6 ) air a dhèanamh suas den phrìomh neartachadh, a lùghdaicheas le ro-innse a tha a ’tighinn am bàrr (Eq. 6a) agus thèid na fàisneachdan a chaidh fhaighinn a chuir na àite mean air mhean (Eqs. 6b agus 6c). Le brosnachaidhean ro-innse leantainneach, bidh an comharra ath-neartachaidh èifeachdach a ’gluasad air ais ann an tìm bhon ath-neartachadh bun-sgoile chun an spreagadh as tràithe a tha a’ ro-innse. Bidh an gluasad air ais a ’leantainn gu sònrachadh creideas nas sònraichte do na synapses a tha an sàs, leis gu bheil ro-innse a’ tachairt nas fhaisge ann an ùine gus na brosnachaidhean agus na h-ath-bheachdan giùlain a bhith air an suidheachadh, an coimeas ri daingneachadh aig deireadh deuchainn (Sutton agus Barto 1981).

Bidh buileachadh algorithm ionnsachaidh ath-neartachaidh a ’cleachdadh mearachd ro-innse ann an dà dhòigh, airson cuideaman synaptic atharrachadh airson toradh giùlain agus airson a bhith a’ faighinn na ro-innse fhèin gus mearachd ro-innse a thomhas gu leantainneach (Fig. 9 A) (Mac Labhrainn 1989; Sutton agus Barto 1981). Tha an dà ghnìomh seo air an sgaradh ann am buileachadh o chionn ghoirid, anns a bheil mearachd an ro-innse air a thomhas anns a ’phàirt breithneachaidh atharrachail agus ag atharrachadh nan cuideaman synaptic anns a’ phàirt cleasaiche a ’toirt buaidh air giùlan (Fig. 9 B) (Barto 1995). Bidh mearachd adhartach a ’meudachadh ro-innse ath-neartachaidh a’ chàineadh, ach bidh mearachd àicheil bho neartachadh air fhàgail a ’lughdachadh na ro-innse. Tha seo a ’toirt seachad an comharra neartachaidh èifeachdach gu math sùbailte.

Buileachadh neurobiologic de ionnsachadh eadar-dhealachadh ùineail

IARRTASAN AIRSON PROBLEAN NEUROBIOLOGICAL.

Ged a chaidh a leasachadh an toiseach air bunait modail Rescorla-Wagner de shuidheachadh clasaigeach, bidh modailean a ’cleachdadh algorithms TD ag ionnsachadh raon farsaing de ghnìomhan giùlain tro chruthan bunaiteach ionnstramaid. Bidh na gnìomhan sin a ’ruighinn bho bhith a’ cothromachadh pòla air cuibhle cairt (Barto et al. 1983) a bhith a ’cluich tàileasg àrd-ìre na cruinne (Tesauro 1994). Bidh innealan-fuadain a ’cleachdadh algorithms TD ag ionnsachadh gluasad timcheall àite dà-mheudach agus a’ seachnadh chnapan-starra, ruigsinneachd agus greim (Fagg 1993) no cuir peg a-steach do tholl (Gullapalli et al. 1994). A ’cleachdadh an comharra neartachaidh TD gus buaidh dhìreach a thoirt air agus taghadh giùlan (Fig. 9 A), Tha modalan TD a ’dèanamh ath-riochdachadh air giùlan sealgaireachd seilleanan meala (Montague et al. 1995) agus atharrais air co-dhùnaidhean daonna (Montague et al. 1996). Tha modalan TD le ailtireachd cleasaiche-càineadh sònraichte nam modalan fìor chumhachdach a dh ’ionnsaicheas gluasadan sùla gu h-èifeachdach (Friston et al. 1994; Montague et al. 1993), gluasadan sreathach (Fig. 10), agus ath-bheachdan treòrachaidh (Contreras-Vidal agus Schultz 1996). Chuir modail o chionn ghoirid comharran ùr-ghnàthach gnìomhach-dubhach airson a bhith a ’leasachadh a’ chomharra teagaisg, chleachd e lorgan brosnachaidh is gnìomh anns a ’chàineadh agus an cleasaiche, agus chleachd e riaghailtean buannaiche airson a bhith a’ leasachadh a ’chomharra teagaisg agus airson a bhith a’ taghadh neurons cleasaiche leis a ’ghnìomhachd as motha. Bha seo a ’gintinn gu mionaideach an dà chuid freagairtean neurons dopamine agus giùlan ionnsachaidh bheathaichean ann an gnìomhan freagairt dàil (Suri agus Schultz 1996). Tha e gu sònraichte inntinneach fhaicinn gu bheil comharran teagaisg a ’cleachdadh mhearachdan ro-innse a’ leantainn gu ionnsachadh nas luaithe agus nas iomlaine an taca ri comharran neartachaidh gun chumha (Fig. 10) (Friston et al. 1994).

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 10. 

Buannachd de chomharran ath-neartachaidh ro-innse airson ionnsachadh. Chaidh modal eadar-dhealachadh ùineail le ailtireachd cleasaiche-càineadh agus lorg ion-roghnachd anns an actair a thrèanadh ann an gnìomh roghainn ceum 2 ceum-3 (inset àrd clì). Thàinig ionnsachadh air adhart nas luaithe agus ràinig e coileanadh nas àirde nuair a chaidh comharra ath-neartachaidh ro-innse a chleachdadh mar chomharradh teagaisg (neach-breithneachaidh atharrachail, mullach) an taca ri bhith a ’cleachdadh comharra ath-neartachaidh gun chumhachan aig deireadh deuchainn (-ìosal). Tha a ’bhuaidh seo a’ fàs nas fhollaisiche le sreathan nas fhaide. Dh'fheumadh coileanadh coimeasach leis a 'chomharra neartachaidh gun chumhachan lorg ion-roghnachd fada nas fhaide. Chaidh dàta fhaighinn bho samhlaidhean 10 (R. Suri agus W. Schultz, beachdan neo-fhoillsichte). Chaidh leasachadh coltach ri seo ann an ionnsachadh le daingneachadh ro-innse a lorg ann am modail de ghiùlan oculomotor (Friston et al. 1994).

Innealan ionnsachaidh a tha comasach a ’cleachdadh an comharra dopamine

Tha an earrann roimhe seo air sealltainn gum faod an comharra mearachd ro-innse foirmeil a tha air a sgaoileadh leis an fhreagairt dopamine a bhith na chomharra teagaisg gu math freagarrach airson ionnsachadh modail. Tha na h-earrannan a leanas a ’toirt cunntas air mar a dh’ fhaodadh an fhreagairt bith-eòlasach dopamine a bhith air a chleachdadh airson ionnsachadh le structaran ganglia basal agus a ’moladh beachd-bharail a ghabhas dearbhadh.

PLASTICITY POSTSYNAPTIC MEDIATED BY REWARD PREDICTION SIGNAL.

Bhiodh an ionnsachadh a ’dol air adhart ann an dà cheum. Tha a ’chiad cheum a’ toirt a-steach a bhith a ’faighinn freagairt ro-innse duais dopamine. Ann an deuchainnean às deidh sin, bhiodh an comharra ro-innse dopamine a ’neartachadh cuideaman synaptic (ω) de synapses corticostriatal seòrsa Hebbian a tha gnìomhach aig àm an spreagadh ro-innse duais, ach tha na synapses corticostriatal neo-ghnìomhach air am fàgail gun atharrachadh. Tha seo a ’leantainn gu riaghailt ionnsachaidh trì factaran

Δω=ɛ rˆ i o

Co-aontar 8where r̂ tha comharra ath-neartachaidh dopamine, i tha gnìomhachd inntrigidh, o tha gnìomhachd toraidh, agus ɛ ìre ionnsachaidh.

Ann am modail nas sìmplidhe, bidh ceithir cuir a-steach cortical (i1 - i4) a ’conaltradh ris na bioran dendritic de thrì neurons striatal spìosrach meadhanach mòr (o1 - o3; Fig. 11). Bidh cuir-a-steach cortical a ’tighinn còmhla air neurons striatal, gach cuir a-steach a’ conaltradh ri spine eadar-dhealaichte. Thathas a ’conaltradh ris na h-aon spìcean gu neo-roghnach le cuir a-steach dopamine cumanta R. Tha gnìomhachadh cuir a-steach dopamine R a’ nochdadh gun do thachair brosnachadh ro-innse duais gun dùil san àrainneachd, gun a bhith a ’toirt seachad tuilleadh mion-fhiosrachaidh (comharra maitheas). Gabhamaid ris gu bheil cur-a-steach cortical i2 air a ghnìomhachadh aig an aon àm le neurons dopamine agus còdan aon de ghrunn pharaimearan sònraichte den aon bhrosnachadh ro-innse duais, leithid a mhodhalachd mothachaidh, taobh bodhaig, dath, inneach agus suidheachadh, no paramadair sònraichte de ghluasad air a phiobrachadh leis an spreagadh. Bhiodh seata de pharamadairean an tachartais seo air a chòdachadh le seata de chuir-a-steach cortical i2. Tha cuir-a-steach cortical i1, i3, agus i4 nach eil ceangailte ri brosnachaidhean is gluasadan gnàthach neo-ghnìomhach. Tha an fhreagairt dopamine a ’leantainn gu sgaoileadh dopamine neo-roghnach aig a h-uile caochlaideachd ach bhiodh e roghnach a’ neartachadh dìreach na synapses corticostriatal gnìomhach i2 - o1 agus i2 - o2, cho fad ‘s a tha na cuir a-steach cortical làidir gu leòr gus neurons striatal o1 agus o2 a ghnìomhachadh.

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 11. 

Buaidh eadar-dhealaichte air comharra ath-neartachaidh dopamine cruinne air gnìomhachd corticostriatal roghnach. Thathas a ’conaltradh ri spìcean dendritic de neurons striatal meadhanach mòr 3 o1, o2, agus o3 le cuir a-steach cortical 4 i1, i2, i3, agus i4 agus le eadar-dhealachaidhean axonal bho aon dopamine neuron R (no bho shluagh dopamine homogenously. ). Bidh gach neuron striatal a ’faighinn a-steach ∼10,000 cortical agus 1,000 dopamine. Aig spìcean dendritic singilte, bidh diofar chuir-a-steach cortical a ’tighinn còmhla ris an cuir a-steach dopamine. Ann an dreach 1 den mhodail, tha an comharra dopamine ag adhartachadh tar-chuir corticostriatal gnìomhach aig an aon àm an coimeas ri sgaoileadh neo-ghnìomhach. Mar eisimpleir, tha cuir a-steach dopamine R gnìomhach aig an aon àm ri cuir a-steach cortical i2, ach tha i1, i3, i4 neo-ghnìomhach. Bidh seo a ’leantainn gu atharrachadh air sgaoileadh i2 → o1 agus i2 → o2 ach a’ fàgail i1 → o1, i3 → o2, i3 → o3, agus i4 → o3 gun atharrachadh. Ann an dreach den mhodail a tha a ’cleachdadh plastachd, tha cuideaman synaptic de synapses corticostriatal air an atharrachadh fad-ùine leis a’ chomharra dopamine a rèir an aon riaghailt. Faodaidh seo tachairt nuair a bhios freagairtean dopamine gu gnìomh brosnachaidh cumhaichte air synapses corticostriatal a tha cuideachd air an cur an gnìomh leis an spreagadh seo. Ann an dreach eile a ’cleachdadh plastachd, faodaidh freagairtean dopamine air prìomh dhuais a bhith ag obair air ais ann an tìm air synapses corticostriatal a bha gnìomhach roimhe seo. Bhiodh na synapses sin ion-roghnach airson atharrachadh le rian beachd-bharail postynaptic neuronal air fhàgail bhon ghnìomhachd sin. Ann a bhith a ’dèanamh coimeas eadar structar basal ganglia leis a’ mhodail TD o chionn ghoirid de Fig. 9 B, cuir a-steach dopamine R ag ath-riochdachadh a ’chàineadh le neuron A, tha an striatum le neurons o1 - o3 ag ath-riochdachadh an actair le neuron B, tha cuir-a-steach cortical i1 - i4 ag ath-riochdachadh cur-a-steach an actair, agus tha an ro-mheasadh diofraichte de neurons dopamine R air iomadh spìcean de ioma-neurons striatal o1 - o3 ag ath-riochdachadh buaidh chruinneil a ’chàineadh air an actair. Chaidh coimeas coltach ris a dhèanamh le Houk et al. (1995). Tha an dealbh seo stèidhichte air dàta anatomic le Freund et al. (1984), Mac a ’Ghobhainn agus Bolam (1990), Flaherty agus Graybiel (1993), agus Smith et al. (1994).

Bidh an dòigh ionnsachaidh seo a ’fastadh an fhreagairt dopamine a chaidh fhaighinn aig àm an spreagadh ro-innse duais mar chomharradh teagaisg airson a bhith a’ brosnachadh atharrachaidhean synaptic fad-ùine (Fig. 12 A). Tha ionnsachadh mun bhrosnachadh ro-innse no gluasad brosnaichte stèidhichte air togail dearbhaidh freagairt dopamine don bhrosnachadh ro-innse duais, còmhla ri plastachd a tha an urra ri dopamine san striatum. Air an làimh eile dh ’fhaodadh atharrachaidhean plastalachd tachairt ann an structaran cortical no subcortical sìos an abhainn bho striatum às deidh àrdachadh geàrr-ùine dopamine-mediated de sgaoileadh synaptic anns an striatum. Tha buaidhean ath-ghnìomhach duais air brosnachadh agus gluasadan ron duais air am meadhanachadh leis a ’ghluasad freagairt chun an spreagadh as tràithe a tha a’ ro-innse duais. Chan eil an fhreagairt dopamine air prìomh dhuais a chaidh a ro-innse no air fhàgail às a chleachdadh airson atharrachaidhean plastalachd anns an striatum oir chan eil e a ’tachairt aig an aon àm ris na tachartasan a tha ri shuidheachadh, ged a dh’ fhaodadh e a bhith an sàs ann a bhith a ’coimpiutaireachd an fhreagairt dopamine ris a’ bhrosnachadh ro-innse duais ann an samhlachas gu ailtireachd agus uidheamachd mhodalan TD.

• Faigh sìos am figear
• Fosgailte ann an tab ùr
• Luchdaich sìos powerpoint

Fig. 12. 

Buaidh air comharra neartachaidh dopamine air dòighean ionnsachaidh a dh ’fhaodadh a bhith anns an striatum. A: tha buaidh duais ro-innse dopamine ro-innseach do bhrosnachadh cumhaichte (CS) a ’toirt buaidh dhìreach no plastachd air neurotransmission striatal co-cheangailte ris an spreagadh sin. B: tha freagairt dopamine air duais bun-sgoile a ’toirt buaidh plastachd air ais air neurotransmission striatal co-cheangailte ris an spreagadh suidheachadh roimhe. Tha an uidheamachadh seo air a mheadhanachadh le lorg ion-roghnach gnìomhachd striatal a-muigh. Tha saighdean solid a ’comharrachadh buaidhean dìreach de chomharradh dopamine air neurotransmission striatal (A) no an lorg ion-roghnachd (B), saighead bheag a-steach B a ’nochdadh buaidh neo-dhìreach air neurotransmission striatal tron ​​lorg ion-roghnachd.

Brosnachadh dealain de neurons dopamine mar bhrosnachadh gun chumha

Tha brosnachadh dealain de roinnean eanchainn cuairtichte gu earbsach a ’frithealadh mar dhaingneachadh airson a bhith a’ faighinn agus a ’cumail suas giùlan dòigh-obrach (Olds agus Milner 1954). Bidh cuid de làraich fèin-bhrosnachaidh fìor èifeachdach a ’co-chòrdadh ri cuirp cealla dopamine agus bundles axon anns a’ mheanbh-chuileag (Corbett agus Wise 1980), niuclas accumbens (Thuirt Phillips et al. 1975), striatum (Thuirt Phillips et al. 1976), agus cortex prefrontal (Mora agus Myers 1977; Thuirt Phillips et al. 1979), ach tha iad cuideachd rim faighinn ann an structaran nach eil ceangailte ri siostaman dopamine (Geal agus Milner 1992). Tha fèin-bhrosnachadh dealanach a ’toirt a-steach gnìomhachadh neurons dopamine (Fibiger agus Phillips 1986; Wise and Rompré 1989) agus tha e air a lughdachadh le leòintean 6-hydroxydopamine - brosnaichte le axons dopamine (Fibiger et al. 1987; Phillips agus Fibiger 1978), casg air synthesis dopamine (Edmonds agus Gallistel 1977), neo-ghnìomhachadh depolarization de neurons dopamine (Rompré agus Wise 1989), agus antagonists gabhadair dopamine air an rianachd gu riaghailteach (Furiezos agus Wise 1976) no a-steach do niuclas accumbens (Mogenson et al. 1979). Tha fèin-bhrosnachadh air a chomasachadh le àrdachadh ann an cocaine- no amphetamine ann an dopamine extracellular (Colle and Wise 1980; Stein 1964; Wauquier 1976). Bidh fèin-bhrosnachadh gu dìreach a ’meudachadh cleachdadh dopamine ann an niuclas accumbens, striatum agus cortex front (Fibiger et al. 1987; Mora agus Myers 1977).

Tha e inntinneach a bhith a ’smaoineachadh gum faodadh sparradh dopamine a chaidh a ghluasad gu dealanach agus a leigeil ma sgaoil a bhith na bhrosnachadh gun chumhachan ann an ionnsachadh associative, coltach ri brosnachadh neurons octopamine ann an seilleanan meala ag ionnsachadh an reflex proboscis (Hammer 1993). Ach, tha fèin-bhrosnachadh co-cheangailte ri dopamine eadar-dhealaichte ann an co-dhiù trì taobhan cudromach bho ghnìomhachadh nàdarra neurons dopamine. An àite a bhith dìreach a ’gnìomhachadh neurons dopamine, bidh duaisean nàdurrach mar as trice a’ gnìomhachadh grunn shiostaman neuronal ann an co-shìnte agus a ’ceadachadh còdadh sgaoilte de dhiofar phàirtean duais (faic tuilleadh teacsa). San dàrna àite, tha brosnachadh dealain air a chuir an sàs mar neartachadh gun chumhachan gun a bhith a ’nochdadh mearachd ann an ro-innse duais. San treas àite, chan eil brosnachadh dealain air a lìbhrigeadh ach mar dhuais às deidh freagairt giùlain, seach aig àm brosnachaidh ro-innse duais. Bhiodh e inntinneach fèin-bhrosnachadh dealain a chuir an sàs san aon dòigh ri neurons dopamine a ’leigeil a-mach an comharra aca.

Duilgheadasan ionnsachaidh le neurotransmission dopamine le duilgheadasan

Rinn mòran sgrùdaidhean sgrùdadh air giùlan bheathaichean le neurotransmission dopamine maothachaidh às deidh tagradh ionadail no siostamach de antagonists gabhadair dopamine no sgrios axons dopamine ann am midbrain ventral, niuclas accumbens, no striatum. A bharrachd air a bhith a ’cumail sùil air easbhaidhean locomotor agus cognitive a tha coltach ri Galar Pharkinson, nochd na sgrùdaidhean sin easbhaidhean ann a bhith a’ giullachd fiosrachadh duais. Rinn na sgrùdaidhean as tràithe argamaid airson easbhaidhean anns a ’bheachd cuspaireil, hedonic de dhuaisean (1982 glic; Wise et al. 1978). Sheall tuilleadh dheuchainnean gun robh cleachdadh neo-chothromach de dhuaisean bun-sgoile agus brosnachaidhean fàbharach cumhaichte airson dòigh-obrach agus giùlan ana-caitheamh (Beninger et al. 1987; Ettenberg 1989; Miller et al. 1990; Salamone 1987; Ungerstedt 1971; Wise and Colle 1984; 1989 glic agus Rompre). Thug mòran sgrùdaidhean cunntas air easbhaidhean ann am pròiseasan brosnachail is furachail a bha mar bhunait air ionnsachadh appetitive (Beninger 1983, 1989; Beninger agus Hahn 1983; Fibiger agus Phillips 1986; LeMoal agus Simon 1991; Robbins agus Everitt 1992, 1996; Geal agus Milner 1992; 1982 glic). Tha a ’mhòr-chuid de dh’ easbhaidhean ionnsachaidh co-cheangailte ri neurotransmission dopamine le duilgheadas ann an niuclas accumbens, ach tha easbhaidhean striatum droma a ’leantainn gu easbhaidhean sensorimotor (Amalric agus Koob 1987; Robbins agus Everitt 1992; White 1989). Ach, tha e coltach gu bheil ionnsachadh gnìomhan ionnsramaid san fharsaingeachd agus togalaichean brosnachaidh leth-bhreith gu sònraichte air am bacadh gu tric, agus chan eil e gu tur air a rèiteachadh a bheil cuid de na h-easbhaidhean ionnsachaidh a tha coltach a bhith air an lughdachadh le easbhaidhean coileanaidh motair (Salamone 1992).

Bidh crìonadh de neurons dopamine ann an galar Pharkinson cuideachd a ’leantainn gu grunn easbhaidhean ionnsachaidh dearbhach agus dòigh-obrach, a’ gabhail a-steach ionnsachadh associative (Linden et al. 1990; Sprengelmeyer et al. 1995). Tha easbhaidhean an làthair ann an ionnsachadh deuchainn-is-mearachd le daingneachadh sa bhad (Vriezen agus Moscovitch 1990) agus nuair a thathar a ’ceangal brosnachaidhean sònraichte le diofar bhuilean (Knowlton et al. 1996), eadhon aig ìrean tràtha de ghalar Pharkinson às aonais atrophy cortical (Canavan et al. 1989). Bidh euslaintich le galar Pharkinson cuideachd a ’nochdadh tuigse ùine lag (Pastor et al. 1992). Bidh na h-easbhaidhean sin uile a ’tachairt ann an làthaireachd làimhseachadh L-Dopa, a bhios ag ath-nuadhachadh ìrean dopamine striatal tonic gun a bhith ag ath-shuidheachadh comharran dopamine ìre.

Tha na sgrùdaidhean sin a ’moladh gu bheil pàirt cudromach aig neurotransmission dopamine ann an giullachd dhuaisean airson giùlan dòigh-obrach agus ann an cruthan ionnsachaidh anns a bheil ceanglaichean eadar brosnachaidhean is duaisean, ach dh’ fhaodadh a bhith an sàs ann an cruthan ionnsachaidh nas ionnsramaid. Chan eil e soilleir a bheil na h-easbhaidhean sin a ’nochdadh neo-ghnìomhachd giùlain nas fharsainge mar thoradh air brosnachadh gabhadair dopamine a tha air a lughdachadh gu tòiseach seach nach eil comharra duais dopamine mean air mhean ann. Gus a ’cheist seo fhuasgladh, a bharrachd air a bhith a’ soilleireachadh àite dopamine ann an diofar chruthan ionnsachaidh, bhiodh e feumail sgrùdadh a dhèanamh air ionnsachadh anns na suidheachaidhean sin anns a bheil an fhreagairt dopamine mean air mhean gu brosnachaidhean fàbharach a ’tachairt.

Foirmean ionnsachaidh is dòcha air am meadhanachadh leis a ’chomharra dopamine

Is dòcha gun cuidich feartan freagairtean dopamine agus a ’bhuaidh a dh’ fhaodadh a bhith aig dopamine air neurons striatal gus cuid de na cruthan ionnsachaidh anns am faodadh neurons dopamine a bhith an sàs a mhìneachadh. B ’fheàrr leis na freagairtean fàbharach do appetitive an àite tachartasan casgach a bhith an sàs ann an ionnsachadh giùlan dòigh-obrach agus a’ meadhanachadh buaidhean ath-neartachaidh adhartach, seach tarraing air ais agus peanas. Bheireadh na freagairtean do dhuaisean bun-sgoile taobh a-muigh gnìomhan agus co-theacsan ionnsachaidh cothrom do neurons dopamine pàirt a ghabhail ann an speactram ionnsachaidh a tha an ìre mhath farsaing a ’toirt a-steach prìomh dhuaisean, an dà chuid ann an suidheachadh clasaigeach agus ionnsramaid. Tha na freagairtean do bhrosnachaidhean ro-innse duais a ’nochdadh comainn brosnachaidh-duais agus bhiodh iad co-chòrdail ri bhith an sàs ann an dùil duais a tha mar bhunait air ionnsachadh brosnachaidh coitcheann (Bindra 1968). An coimeas ri sin, chan eil freagairtean dopamine gu sònraichte a ’còdadh dhuaisean mar nithean amasan, oir chan eil iad ag aithris ach mearachdan ann an ro-innse duais. Tha coltas ann cuideachd gu bheil iad neo-mhothachail do stàitean brosnachail, mar sin a ’dèanamh dìmeas air dreuchd sònraichte ann an ionnsachadh brosnachaidh stàite-eisimeil gnìomhan air an amas le amasan (Dickinson agus Balleine 1994). Dhèanadh dìth dàimhean soilleir ri gluasadan gàirdean is sùla àite ann a bhith a ’meadhanachadh gu dìreach na freagairtean giùlain a tha a’ leantainn brosnachaidhean brosnachaidh. Ach, tha e do-dhèanta coimeas a dhèanamh eadar sgaoileadh neurons fa leth agus ionnsachadh fàs-bheairtean slàn. Aig an ìre synaptic, bidh dopamine a chaidh a leigeil a-mach mean air mhean a ’ruighinn mòran dendrites air a h-uile neuron striatal is dòcha agus mar sin dh’ fhaodadh e buaidh plastachd a thoirt air an iomadh seòrsa giùlan a tha a ’toirt a-steach an striatum, a dh’ fhaodadh a bhith a ’toirt a-steach ionnsachadh gluasadan.

Tha na suidheachaidhean sònraichte anns am b ’urrainn do chomharran dopamine mean air mhean pàirt a ghabhail ann an ionnsachadh air an co-dhùnadh leis na seòrsaichean brosnachaidh a bhrosnaicheas freagairt dopamine gu h-èifeachdach. Ann an obair-lann nam beathaichean, tha freagairtean dopamine a ’feumachdainn a bhith a’ nochdadh mean air mhean de bhrosnachaidhean fàbharach, nobhail, no gu sònraichte iomchaidh, a ’toirt a-steach duaisean beathachaidh bun-sgoile agus brosnachaidhean ro-innse duais, ach chan eil pàirt mòr aig brosnachaidhean casgach. Dh ’fhaodadh gum bi freagairtean dopamine a’ nochdadh anns a h-uile suidheachadh giùlain a tha fo smachd toraidhean mean air mhean agus soilleir, ged nach deach deuchainnean brosnachaidh le òrdugh nas àirde agus luchd-neartachadh àrd-sgoile a dhearbhadh fhathast. Is dòcha nach biodh pàirt aig freagairtean dopamine mean air mhean ann an cruthan ionnsachaidh nach eil air am meadhanachadh le toraidhean a tha a ’nochdadh mean air mhean, agus cha bhiodh e comasach don fhreagairt ro-innse cur ri ionnsachadh ann an suidheachaidhean far nach tachair brosnachaidhean ro-innseach mean air mhean, leithid atharrachaidhean co-theacsa an ìre mhath slaodach. . Tha seo a ’leantainn gu ceist inntinneach am faodadh an cuid de dhòighean ionnsachaidh le leòintean dopamine no neuroleptics dìreach a bhith a’ nochdadh dìth fhreagairtean dopamine ìre sa chiad àite oir cha deach na brosnachaidhean èifeachdach a bha gan togail a chleachdadh.

Faodar com-pàirt comharran dopamine ann an ionnsachadh a nochdadh le eisimpleir teòiridheach. Smaoinich air freagairtean dopamine nuair a gheibh thu gnìomh ùine freagairt sreathach nuair a thig ath-bhualadh ceart gu h-obann gu duais beathachaidh. Tha am freagairt duais às deidh sin air a ghluasad gu brosnachaidhean ro-innse duais nas tràithe. Bidh amannan freagairt a ’leasachadh nas motha le cleachdadh fada mar a bhios suidheachadh spàsail thargaidean a’ sìor fhàs nas dùil. Ged a tha neurons dopamine a ’leantainn air adhart a’ freagairt ris na brosnachaidhean a tha a ’ro-innse dhuaisean, is dòcha gu bheil an leasachadh giùlain eile gu ìre mhòr mar thoradh air a bhith a’ faighinn giollachd ro-innse de shuidheachadh spàsail le siostaman neuronal eile. Mar sin bhiodh freagairtean dopamine a ’tachairt anns a’ chiad phàirt bhrosnachail de ionnsachadh anns am bi cuspairean a ’tighinn gu nithean agus a’ faighinn dhuaisean sònraichte bun-sgoile, agus is dòcha air an suidheachadh. Cha bhiodh iad cho mòr an sàs ann an suidheachaidhean far a bheil adhartas ionnsachaidh a ’dol nas fhaide na inntrigeadh giùlan dòigh-obrach. Cha bhiodh seo a ’cuingealachadh dreuchd dopamine gu ceumannan ionnsachaidh tùsail, leis gu feum mòran shuidheachaidhean ionnsachadh bho eisimpleirean an toiseach agus gun a bhith a’ toirt a-steach ionnsachadh le toraidhean sònraichte a-mhàin.

Mearachd ro-innse

Bhiodh an comharra mearachd ro-innse de neurons dopamine na dheagh chomharradh air luach fàbharach tachartasan àrainneachd an coimeas ri ro-innse ach tha e a ’fàilligeadh leth-bhreith a dhèanamh am measg bhiadhan, liquids, agus brosnachaidhean ro-innse duais agus am measg modhan lèirsinneach, claistinneach agus somatosensory. Is dòcha gu bheil an comharra seo mar theachdaireachd rabhaidh duais leis am bi neurons postynaptic a ’faighinn fiosrachadh mu choltas no dearmad tachartas iongantach no duais a dh’ fhaodadh a bhith gun a bhith a ’nochdadh tuilleadh dearbh-aithne. Tha na feartan foirmeil aige aig comharra neartachaidh cumhachdach airson ionnsachadh. Ach, tha fiosrachadh mu nàdar sònraichte dhuaisean deatamach airson a bhith a ’dearbhadh dè na stuthan a bu chòir a dhol thuca agus dè an dòigh. Mar eisimpleir, bu chòir beathach acrach a bhith a ’tighinn faisg air biadh ach gun a bhith siùbhlach. Gus leth-bhreith buntainneach a dhèanamh bho dhuaisean neo-iomchaidh, feumar cur ris a ’chomharra dopamine le fiosrachadh a bharrachd. Sheall deuchainnean dialysis in vivo o chionn ghoirid leigeil ma sgaoil dopamine air a bhrosnachadh le biadh nas àirde ann an acras na ann an radain satiated (Wilson et al. 1995). Is dòcha nach bi an eisimeileachd dràibhidh seo de sgaoileadh dopamine a ’toirt a-steach freagairtean brosnachaidh, oir cha do lorg sinn eisimeileachd dràibhidh soilleir le freagairtean dopamine nuair a thathar a’ dèanamh coimeas eadar amannan tràth is fadalach de sheiseanan deuchainneach fa leth nuair a dh ’fhàs beathaichean le lionn (JL Contreras-Vidal agus W. Schultz, dàta neo-fhoillsichte).

Duaisean sònraichte

Tha fiosrachadh a thaobh dhuaisean leaghaidh is bidhe cuideachd air a phròiseasadh ann an structaran eanchainn a bharrachd air neurons dopamine, leithid dorsal agus striatum ventral, niuclas subthalamic, amygdala, cortex prefrontal dorsolateral, cortex orbitofrontal, agus cortex cingulate anterior. Ach, chan eil coltas gu bheil na structaran sin a ’leigeil a-mach comharra mearachd ro-innse duais cruinneil coltach ri neurons dopamine. Ann am prìomhairean, bidh na structaran sin a ’giullachd dhuaisean mar 1) freagairtean thar-ghluasadach às deidh duais a lìbhrigeadh (Apicella et al. 1991a,b, 1997; Bowman et al. 1996; Hikosaka et al. 1989; Niki agus Watanabe 1979; Nishijo et al. 1988; Tremblay agus Schultz 1995; Watanabe 1989), 2) freagairtean neo-ghluasadach gu cuisean ro-innse duais (Aosaki et al. 1994; Apicella et al. 1991b; 1996; Hollerman et al. 1994; Nishijo et al. 1988; Thorpe et al. 1983; Tremblay agus Schultz 1995; Williams et al. 1993), 3) gnìomhachd leantainneach fhad ‘s a tha dùil ri duaisean a tha ri thighinn sa bhad (Apicella et al. 1992; Hikosaka et al. 1989; Matsumura et al. 1992; Schultz et al. 1992; Tremblay agus Schultz 1995), Agus 4) atharrachaidhean de ghnìomhachd co-cheangailte ri giùlan a rèir duais a tha dùil (Hollerman et al. 1994; Watanabe 1990, 1996). Tha mòran de na neurons sin ag eadar-dhealachadh gu math eadar diofar dhuaisean bìdh agus eadar diofar dhuaisean leaghaidh. Mar sin bidh iad a ’giullachd nàdar sònraichte an tachartais dhuais agus dh’ fhaodadh iad a bhith a ’frithealadh tuigse dhuaisean. Tha cuid de na freagairtean duais an urra ri neo-sheasmhachd duais agus tha iad air an lughdachadh no neo-làthaireach nuair a tha an duais air a ro-innse le brosnachadh suidheachadh (Apicella et al. 1997; Matsumoto et al. 1995; L. Tremblay agus W. Schultz, dàta neo-fhoillsichte). Faodaidh iad ro-innse a phròiseasadh airson duaisean sònraichte, ged nach eil e soilleir a bheil iad a ’comharrachadh mhearachdan ro-innse oir chan eil fios dè na freagairtean aca do dhuaisean a chaidh fhàgail às.

A ’cumail suas coileanadh stèidhichte

Tha e coltach gu bheil trì uidheaman neuronal cudromach airson a bhith a ’cumail suas coileanadh giùlain stèidhichte, is e sin lorg dhuaisean a chaidh fhàgail às, lorg brosnachaidhean ro-innse duais, agus lorg dhuaisean a tha dùil. Tha neurons dopamine dubhach nuair a thèid duaisean a tha dùil a thoirt air falbh. Dh ’fhaodadh an comharra seo lùghdachadh a dhèanamh air èifeachdas synaptic co-cheangailte ri freagairtean giùlan mearachdach agus casg a chuir air ath-aithris. Tha an fhreagairt dopamine do bhrosnachaidhean ro-innse duais air a chumail suas tro ghiùlan stèidhichte agus mar sin a ’leantainn air adhart mar fhiosrachadh ro-làimh. Ged nach lorgar duaisean làn-dùil le neurons dopamine, bidh iad air an giullachd leis na siostaman cortical agus subcortical nondopaminergic a chaidh ainmeachadh gu h-àrd. Bhiodh seo cudromach gus nach tèid giùlan ionnsaichte a-mach à bith.

Air an toirt còmhla, tha e coltach gum biodh giullachd dhuaisean sònraichte airson a bhith ag ionnsachadh agus a ’cumail suas giùlan dòigh-obrach a’ faighinn buannachd làidir bho cho-obrachadh eadar neurons dopamine a ’comharrachadh gun robh dùil no dearmad air duais agus neurons anns na structaran eile aig an aon àm, a’ nochdadh nàdar sònraichte na duais.

Neurons Noradrenaline

Tha cha mhòr an àireamh-sluaigh iomlan de neurons noradrenaline ann an locus coeruleus ann am radain, cait, agus muncaidhean a ’nochdadh freagairtean caran aon-sheòrsach, biphasic activating-depressant gu brosnachaidhean lèirsinneach, claistinneach agus somatosensory a’ faighinn ath-bheachdan treòrachaidh (Aston-Jones agus Bloom 1981; Foote et al. 1980; Rasmussen et al. 1986). Gu sònraichte èifeachdach tha tachartasan ainneamh far am bi beathaichean a ’toirt aire, leithid brosnachadh lèirsinneach ann an gnìomh leth-bhreith neònach (Aston-Jones et al. 1994). Tha neurons Noradrenaline a ’dèanamh eadar-dhealachadh glè mhath eadar tachartasan brosnachail no brosnachail agus neodrach. Bidh iad gu luath a ’faighinn freagairtean do bhrosnachaidhean targaid ùra rè tionndadh air ais agus a’ call freagairtean do thargaidean a bh ’ann roimhe mus tèid crìoch a chuir air giùlan (Aston-Jones et al. 1997). Bidh freagairtean a ’tachairt gu leaghan an-asgaidh taobh a-muigh gnìomh sam bith agus gan gluasad gu brosnachaidhean targaid a tha a’ ro-innse duais taobh a-staigh gnìomh a bharrachd air brosnachaidhean bun-sgoile agus cumhach ().Aston-Jones et al. 1994; Foote et al. 1980; Rasmussen agus Jacobs 1986; Sara agus Segal 1991). Bidh freagairtean gu tric neo-ghluasadach agus tha coltas ann gu bheil iad a ’nochdadh atharrachaidhean ann an tachartas brosnachaidh no brìgh. Chan fhaod gnìomhachd tachairt ach airson beagan deuchainnean le taisbeanaidhean cunbhalach de nithean bìdh (Vankov et al. 1995) no le brosnachaidhean claisneachd cumhaichte co-cheangailte ri duais leaghaidh, pufa adhair aversive, no clisgeadh coise dealain (Rasmussen agus Jacobs 1986; Sara agus Segal 1991). Aig àm an t-suidheachaidh, bidh freagairtean a ’tachairt ris a’ chiad beagan thaisbeanaidhean de bhrosnachaidhean nobhail agus a ’nochdadh a-rithist thar ùine nuair a dh’ atharraicheas cùisean ath-neartachaidh aig àm togail, ais-thionndadh agus a dhol à bith (Sara agus Segal 1991).

Air an toirt còmhla, tha freagairtean neurons noradrenaline coltach ri freagairtean neurons dopamine ann an grunn dhòighean, air an cur an gnìomh le duaisean bun-sgoile, brosnachaidhean ro-innse duais, agus brosnachaidhean nobhail agus a ’gluasad an fhreagairt bho thachartasan bun-sgoile gu blasta. Ach, tha neurons noradrenaline eadar-dhealaichte bho neurons dopamine le bhith a ’freagairt measgachadh nas motha de bhrosnachaidhean brosnachail, le bhith a’ dèiligeadh gu math ri brosnachaidhean bun-sgoile agus cumhach, le bhith a ’dèanamh leth-bhreith gu math an aghaidh brosnachaidhean neodrach, le bhith a’ leantainn gluasadan giùlain gu luath, agus le bhith a ’nochdadh freagairtean lùghdaichte le brosnachadh leantainneach. taisbeanadh a dh ’fhaodadh a bhith feumach air deuchainnean 100 airson freagairtean làidir blasta (Aston-Jones et al. 1994). Tha freagairtean Noradrenaline ceangailte gu làidir ri toglaichean brosnachail no aire dhaoine a tha a ’brosnachadh ath-bheachdan treòrachaidh fhad‘ s a tha iad a ’cuimseachadh mòran nas lugha air togalaichean brosnachaidh appetitive mar a’ mhòr-chuid de neurons dopamine. Is dòcha gu bheil iad air an stiùireadh nas motha le bhith a ’glacadh aire na bhith a’ brosnachadh phàirtean de thachartasan fàbharach.

Neurons serotonin

Bidh gnìomhachd anns na diofar nuclei raphe a ’comasachadh toradh motair le bhith a’ suidheachadh tòna fèithe agus gnìomhachd motair stereotyped (Jacobs agus Fornal 1993). Bidh neurons raphe dorsal ann an cait a ’nochdadh freagairtean mean air mhean, neo-chòmhnaidh do bhrosnachaidhean lèirsinneach is claisneachd gun bhrìgh giùlain sònraichte (Heym et al. 1982; LeMoal agus Olds 1979). Tha na freagairtean sin coltach ri freagairtean neurons dopamine gu brosnachaidhean nobhail agus gu sònraichte iomchaidh. Dh'fheumadh tuilleadh coimeasan deuchainn nas mionaidiche.

Nucleus basalis Meynert

Tha neurons forebrain basal prìomhach air an cur an gnìomh mean air mhean le measgachadh mòr de thachartasan giùlain a ’gabhail a-steach brosnachaidhean cumhaichte, ro-innse duais agus prìomh dhuaisean. Tha mòran de ghnìomhachdan an urra ri cuimhne agus ceanglaichean le daingneachadh ann an lethbhreith agus gnìomhan freagairt dàil. Tha gnìomhachdan a ’nochdadh eòlas air brosnachaidhean (Wilson agus Rolls 1990a), fàs nas cudromaiche le gluasadan agus gluasadan a ’tachairt nas fhaisge air àm na duais (Richardson agus DeLong 1990), eadar-dhealachadh math eadar brosnachaidhean lèirsinneach air bunait comainn appetitive agus aversive (Wilson agus Rolls 1990b), agus atharraich taobh a-staigh beagan deuchainnean rè tionndadh air ais (Wilson agus Rolls 1990c). Tha neurons cuideachd air an cur an gnìomh le brosnachaidhean casgach, brosnachaidhean lèirsinneach is claisneachd ro-innse, agus gluasadan. Bidh iad gu tric a ’freagairt dhuaisean làn-dùil ann an gnìomhan giùlain stèidhichte ((Mitchell et al. 1987; Richardson agus DeLong 1986, 1990), ged a tha freagairtean do dhuaisean gun dùil nas pailte ann an cuid de sgrùdaidhean (Richardson agus DeLong 1990) ach chan ann ann an cuid eile (Wilson agus Rolls 1990a-c). An coimeas ri neurons dopamine, tha iad air an cur an gnìomh le speactram mòran nas motha de bhrosnachaidhean agus thachartasan, a ’toirt a-steach tachartasan casgach, agus chan eil iad a’ nochdadh freagairt sluaigh aon-ghnèitheach do dhuaisean gun dùil agus an gluasad gu brosnachaidhean ro-innse duais.

Fibrean sreap cerebellar

Is dòcha gu robh a ’chiad chomharra teagaisg air a stiùireadh le mearachd san eanchainn air a phostadh gus a bhith a’ toirt a-steach ro-mheasadh snàithleanan bhon olive as ìsle gu neurons Purkinje anns an cortex cerebellar (Marr 1969), agus tha mòran de sgrùdaidhean ionnsachaidh cerebellar stèidhichte air a ’bhun-bheachd seo (Houk et al. 1996; Ito 1989; Kawato agus Gomi 1992; Llinas agus 1993 Cuimreach). Bidh cuir a-steach snàithleach sreap gu neurons Purkinje ag atharrachadh an gnìomhachd aca nuair a thèid luchdan airson gluasadan no buannachdan eadar gluasadan agus fios air ais lèirsinneach atharrachadh agus muncaidhean ag atharrachadh don t-suidheachadh ùr (Gilbert agus Thach 1977; Ojakangas agus Ebner 1992). Tha a ’mhòr-chuid de na h-atharrachaidhean sin a’ toirt a-steach barrachd gnìomhachd seach na freagairtean gnìomhachd an aghaidh trom-inntinn a chithear le mearachdan ann a bhith a ’cur an aghaidh stiùiridhean ann an neurons dopamine. Nam biodh gnìomhachd snàithleach sreap gu bhith na chomharradh teagaisg, bu chòir gluasad freumhag co-shìnte sreap conjoint leantainn gu atharrachaidhean ann an cur-a-steach fiber co-shìnte ri neurons Purkinje. Tha seo a ’tachairt gu dearbh mar ìsleachadh fad-ùine air cur-a-steach fiber co-shìnte, sa mhòr-chuid ann an ullachadh in vitro (Ito 1989). Ach, tha e nas duilghe atharrachaidhean snàithleach co-shìnte a lorg ann an suidheachaidhean ionnsachaidh giùlain (Ojakangas agus Ebner 1992), a ’fàgail buaidh chomharran teagaisg snàithleach sreap a dh’ fhaodadh a bhith fosgailte an-dràsta.

Tha dàrna argamaid airson dreuchd sreap snàithleanan ann an ionnsachadh a ’toirt a-steach suidheachadh clasaigeach dùbhlanach. Tha bloigh de shnàthadan sreap air a ghnìomhachadh le pufairean èadhair èiginneach don cornea. Tha na freagairtean sin air an call às deidh fionnarachadh eyelid Pavlovian a ’cleachdadh brosnachadh sgrùdaidh (Sears agus Steinmetz 1991), a ’moladh dàimh ri neo-chunbhalachd prìomh thachartasan casgach. Às deidh a bhith a ’fuarachadh, bidh neurons anns a’ chnap-starra interpositus cerebellar a ’freagairt ris an spreagadh suidheachadh (Berthier agus Moore 1990; McCormick agus Thompson 1984). Bidh leòintean den niuclas seo no in-stealladh den bicuculline antagonist GABA a-steach don olive as ìsle a ’cur casg air call freagairtean puff adhair olive as ìsle às deidh a bhith a’ fuarachadh, a ’moladh gum bi casg monosynaptic no polysynaptic bho interpositus gu olive inferior a’ cuir às do fhreagairtean an dèidh suidheachadh (Thompson agus Gluck 1991). Dh ’fhaodadh seo leigeil le neurons olive as ìsle a bhith trom-inntinn às aonais brosnachaidhean ro-innseach ro-innseach agus mar sin ag aithris mearachd àicheil ann an ro-innse tachartasan aversive coltach ri dopamine neurons.

Mar sin is dòcha gum bi snàithleanan sreap ag aithris mhearachdan ann an coileanadh motair agus mearachdan ann an ro-innse tachartasan casgach, ged is dòcha nach bi seo an-còmhnaidh a ’toirt a-steach atharrachaidhean dà-thaobhach mar a tha le neurons dopamine. Chan eil coltas gu bheil snàithleanan sreap a ’faighinn freagairtean do bhrosnachaidhean casgach cumhaichte, ach lorgar freagairtean mar sin ann an niuclas interpositus. Faodaidh àireamhachadh mhearachdan ro-innse casgach a bhith a ’toirt a-steach cuir a-steach bacaidh gu neurons olive nas ìsle, ann an co-ionnan ri ro-mheasaidhean striatal gu neurons dopamine. Mar sin bidh cuairtean cerebellar a ’giullachd comharran mearachd, ged a tha iad eadar-dhealaichte seach neurons dopamine agus modalan TD, agus dh’ fhaodadh iad riaghailtean ionnsachaidh mearachd a chuir an gnìomh mar riaghailt Rescorla-Wagner (Thompson agus Gluck 1991) no an riaghailt Widrow-Hoff a tha co-ionann gu foirmeil (Kawato agus Gomi 1992).