komentar: Studi menjelaskan bagaimana dopamin yang berlebihan tidak hanya dapat memperkuat sirkuit "go for it" dalam kecanduan, tetapi juga melemahkan "sirkuit hentikan" yang berlawanan.
Membuka misteri mengapa dopamin membekukan pasien Parkinson
CHICAGO - Penyakit Parkinson dan kecanduan obat adalah penyakit yang berlawanan, tetapi keduanya bergantung pada dopamin di otak. Pasien Parkinson tidak merasa cukup; pecandu narkoba terlalu banyak melakukannya. Meskipun pentingnya dopamin dalam gangguan ini telah diketahui dengan baik, cara kerjanya masih menjadi misteri.
Penelitian baru dari Fakultas Kedokteran Feinberg di Northwestern University telah mengungkapkan bahwa dopamin memperkuat dan melemahkan dua sirkuit utama di otak yang mengontrol perilaku kita. Ini memberikan wawasan baru tentang mengapa banjir dopamin dapat menyebabkan perilaku kompulsif dan adiktif, dan terlalu sedikit dopamain dapat membuat pasien Parkinson membeku dan tidak dapat bergerak.
“Studi ini menunjukkan bagaimana dopamin membentuk dua sirkuit utama otak yang mengontrol bagaimana kita memilih untuk bertindak dan apa yang terjadi dalam keadaan penyakit ini,” kata D. James Surmeier, penulis utama dan Profesor Nathan Smith Davis dan ketua fisiologi di Sekolah Feinberg. Makalah ini diterbitkan dalam edisi 8 Agustus jurnal Science.
Dua sirkuit otak utama ini membantu kita memutuskan apakah ingin mewujudkan keinginan atau tidak. Misalnya, apakah Anda turun dari sofa dan pergi ke toko untuk minum bir enam bungkus es pada malam musim panas, atau hanya berbaring di sofa?
Satu sirkuit adalah sirkuit "stop" yang mencegah Anda bertindak berdasarkan keinginan; yang lainnya adalah sirkuit "pergi" yang memprovokasi Anda untuk bertindak. Sirkuit ini terletak di striatum, wilayah otak yang menerjemahkan pikiran menjadi tindakan.
Dalam studi tersebut, para peneliti memeriksa kekuatan sinapsis yang menghubungkan korteks serebral, wilayah otak yang terlibat dalam persepsi, perasaan, dan pikiran, ke striatum, rumah sirkuit berhenti dan pergi yang memilih atau mencegah tindakan.
Para ilmuwan secara elektrik mengaktifkan serat kortikal untuk mensimulasikan perintah gerakan dan meningkatkan tingkat dopamin alami. Apa yang terjadi selanjutnya mengejutkan mereka. Sinapsis kortikal yang terhubung ke sirkuit "pergi" menjadi lebih kuat dan lebih bertenaga. Pada saat yang sama, dopamin melemahkan koneksi kortikal di sirkuit "stop".
“Ini bisa jadi yang mendasari kecanduan,” kata Surmeier. “Dopamin yang dilepaskan oleh obat-obatan menyebabkan penguatan abnormal sinapsis kortikal yang menggerakkan sirkuit 'go' striatal, sementara melemahkan sinapsis pada sirkuit 'stop' yang berlawanan. Akibatnya, ketika peristiwa yang terkait dengan penggunaan narkoba - di mana Anda mengonsumsi obat, apa yang Anda rasakan - terjadi, ada dorongan yang tidak terkendali untuk pergi dan mencari narkoba. ”
“Semua tindakan kita di otak yang sehat diimbangi oleh keinginan untuk melakukan sesuatu dan keinginan untuk berhenti,” kata Surmeier. “Pekerjaan kami menunjukkan bahwa bukan hanya penguatan sirkuit otak yang membantu tindakan tertentu yang penting untuk efek dopamin, namun juga melemahnya koneksi yang memungkinkan kami untuk berhenti. ”
Pada bagian kedua percobaan, para ilmuwan menciptakan model hewan penyakit Parkinson dengan membunuh neuron dopamin. Kemudian mereka melihat apa yang terjadi ketika mereka mensimulasikan perintah kortikal untuk bergerak. Hasilnya: koneksi pada sirkuit “stop” diperkuat, dan koneksi pada sirkuit “go” melemah.
“Studi ini menjelaskan mengapa pasien Parkinson mengalami kesulitan melakukan tugas sehari-hari seperti meraih meja untuk mengambil segelas air ketika mereka haus,” kata Surmeier.
Surmeier menjelaskan fenomena tersebut dengan menggunakan analogi mobil. “Studi kami menunjukkan bahwa ketidakmampuan untuk bergerak pada penyakit Parkinson bukanlah proses pasif seperti mobil yang kehabisan bensin,” katanya. “Sebaliknya, mobil tidak 'bergerak karena kaki Anda menginjak rem. Dopamin biasanya membantu Anda mengatur tekanan pada rem dan pedal gas. Ini membantu Anda mempelajari bahwa saat Anda melihat lampu merah di persimpangan, Anda mengerem dan saat lampu hijau menyala, Anda melepaskan kaki dari rem dan menekan pedal gas untuk melaju. Pasien penyakit Parkinson, yang kehilangan neuron yang melepaskan dopamin, kakinya terus-menerus menginjak rem. "
Memahami dasar untuk perubahan dalam sirkuit otak ini menggerakkan para ilmuwan lebih dekat ke strategi terapi baru untuk mengendalikan gangguan otak ini dan lainnya yang melibatkan dopamin seperti skizofrenia, sindrom Tourette, dan distonia.
STUDI: Kontrol Dopaminergik Dikotomis Plastisitas Sinaptik Striatal
Abstrak
Pada sinapsis antara neuron piramidal kortikal dan neuron berduri medium striatal utama (MSN), reseptor D1 dan D2 dopamin (DA) postsynaptic didalilkan diperlukan untuk induksi potensiasi jangka panjang dan depresi, masing-masing bentuk plastisitas yang dianggap mendasari asosiatif belajar. Karena reseptor ini terbatas pada dua populasi MSN yang berbeda, dalil ini menuntut plastisitas sinaptik menjadi searah di setiap jenis sel. Menggunakan irisan otak dari tikus transgenik reseptor DA, kami menunjukkan bahwa ini tidak terjadi. Sebaliknya, DA memainkan peran pelengkap dalam dua jenis MSN ini untuk memastikan bahwa plastisitas sinaptik adalah dua arah dan Hebbian. Dalam model penyakit Parkinson, sistem ini tidak seimbang, menyebabkan perubahan searah pada plastisitas yang dapat mendasari patologi dan gejala jaringan.
- PMID 18687967
- PMCID: PMC2833421
- DOI: 10.1126 / science.1160575
;