도파민은 이동 회로를 강화 시켜서 일부 정지 회로를 억제합니다
도파민이 파킨슨 병 환자를 동결시키는 이유에 대한 미스터리 풀기
시카고 — 파킨슨 병과 약물 중독은 정반대의 질병이지만 둘 다 뇌의 도파민에 의존합니다. 파킨슨 병 환자는 충분하지 않습니다. 마약 중독자들은 그것을 너무 많이 얻습니다. 이러한 장애에서 도파민의 중요성은 잘 알려져 있지만 작동 방식은 미스터리였습니다.
Northwestern University의 Feinberg School of Medicine의 새로운 연구에 따르면 도파민은 우리의 행동을 제어하는 뇌의 두 가지 기본 회로를 강화하고 약화시킵니다. 이것은 도파민의 홍수가 강박적이고 중독적인 행동으로 이어질 수 있고 너무 적은 도파 메인이 파킨슨 병 환자를 얼어 붙게하고 움직일 수 없게 만드는 이유에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.
“이 연구는 도파민이 우리가 행동하기로 선택하는 방식과 이러한 질병 상태에서 일어나는 일을 제어하는 뇌의 두 가지 주요 회로를 형성하는 방법을 보여줍니다.”라고 수석 저자이자 Nathan Smith Davis 교수이자 생리학 위원장 인 D. James Surmeier는 말했습니다. Feinberg 학교. 이 논문은 Science 지 8 월 XNUMX 일자에 게재되었습니다.
이 두 가지 주요 뇌 회로는 우리가 욕망을 실행할지 여부를 결정하는 데 도움이됩니다. 예를 들어, 소파에서 내리고 더운 여름 밤에 얼음 6 팩의 맥주를 가게에 보내거나 소파에 누워 있습니까?
하나의 회로는 당신이 욕망에 따라 행동하는 것을 막는“정지”회로입니다. 다른 하나는 행동을 유도하는 "이동"회로입니다. 이러한 회로는 생각을 행동으로 바꾸는 뇌 영역 인 선조체에 있습니다.
이 연구에서 연구자들은 대뇌 피질, 지각, 감정 및 사고에 관여하는 뇌의 영역을 줄무늬의 striatum, 멈춤의 고향, 행동을 선택하거나 방지하는 회로로 연결시키는 시냅스의 강도를 조사했다.
과학자들은 운동 명령을 시뮬레이션하기 위해 피질 섬유를 전기적으로 활성화하고 자연적인 도파민 수준을 높였습니다. 다음에 일어난 일이 그들을 놀라게했습니다. "go"회로에 연결된 피질 시냅스는 더 강해지고 더 강력 해졌습니다. 동시에 도파민은 "정지"회로에서 피질 연결을 약화 시켰습니다.
Surmeier는“이것은 중독의 기초가 될 수 있습니다. 약물에 의해 방출 된 도파민은 선조체 '이동'회로를 구동하는 피질 시냅스의 비정상적인 강화를 유도하는 반면 반대되는 '중지'회로에서 시냅스를 약화시킵니다. 그 결과 약물 복용과 관련된 사건 (약을 복용 한 곳, 느낌이 어땠는지)이 발생하면 마약을 찾아 가려는 통제 할 수없는 추진력이 생깁니다.”
“건강한 뇌에서 우리의 모든 행동은 무언가를하고 싶은 충동과 멈추고 싶은 충동으로 균형을 이룹니다.”라고 Surmeier는 말했습니다. “우리의 연구는 도파민의 효과에 중요한 행동을 선택하는 데 도움이되는 뇌 회로의 강화뿐만 아니라 우리가 멈출 수있게하는 연결의 약화라고 제안합니다. ”
실험의 두 번째 부분에서 과학자들은 도파민 뉴런을 죽임으로써 파킨슨 병의 동물 모델을 만들었습니다. 그런 다음 그들은 이동하라는 피질 명령을 시뮬레이션했을 때 무슨 일이 일어 났는지 살펴 보았습니다. 그 결과 "정지"회로의 연결이 강화되고 "이동"회로의 연결이 약해졌습니다.
“이 연구는 파킨슨 병 환자들이 목이 마르면 물 한 잔을 집 으려고 테이블을 가로 질러 손을 뻗는 것과 같은 일상적인 작업을 수행하는 데 어려움을 겪는 이유를 설명합니다.”라고 Surmeier는 말했습니다.
Surmeier는 자동차의 비유를 사용하여 현상을 설명했습니다. “우리의 연구는 파킨슨 병에서 움직일 수없는 것이 가스가 부족한 자동차와 같은 수동적 인 과정이 아니라는 것을 시사합니다.”라고 그는 말했다. 차라리 발이 브레이크에 걸려 있기 때문에 차가 움직이지 않습니다. 도파민은 일반적으로 브레이크와 가스 페달의 압력을 조절하는 데 도움이됩니다. 교차로에서 적색 등이 보이면 브레이크를 밟고 녹색 등이 켜지면 브레이크에서 발을 떼고 가속 페달을 밟아 가십시오. 도파민을 방출하는 뉴런을 잃어버린 파킨슨 병 환자들은 발이 끊임없이 브레이크를 밟고 있습니다.”
뇌 회로의 이러한 변화에 대한 기초를 이해함으로써 과학자들은 이러한 뇌 질환 및 정신 분열증, 투렛 증후군 및 근긴장 이상과 같은 도파민과 관련된 기타를 제어하기위한 새로운 치료 전략에 더 가까워집니다.
연구 : Striatal시 냅 스가 소성의이 분적 Dopaminergic 제어
과학 8 8 월 2008 :
Vol. 321. 아니. 5890, 848 – 851 쪽
DOI : 10.1126 / science.1160575
Weixing Shen, 1 Marc Flajolet, 2 Paul Greengard, 2 D. James Surmeier1 *
피질 피라미드 뉴런과 주요 선조체 중간 가시 뉴런 (MSN) 사이의 시냅스에서, 시냅스 후 D1 및 D2 도파민 (DA) 수용체는 각각 장기 강화 및 우울증의 유도에 필요하다고 가정됩니다. 배우기. 이러한 수용체는 두 개의 서로 다른 MSN 집단으로 제한되기 때문에이 가정은 각 세포 유형에서 시냅스 가소성이 단방향이어야한다고 가정합니다. DA 수용체 유전자 변형 마우스의 뇌 조각을 사용하여 이것이 사실이 아님을 보여줍니다. 오히려 DA는 시냅스 가소성이 양방향 및 Hebbian인지 확인하기 위해이 두 가지 유형의 MSN에서 보완적인 역할을합니다. 파킨슨 병 모델에서이 시스템은 균형을 잃고 네트워크 병리 및 증상의 기초가 될 수있는 가소성의 일방향 변화로 이어집니다.
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