신경 과학은 과학 연구에서 유행 할 때 새로운 검은 색입니다.
“유전자는 20 세기 생물학의 핵심 이슈였습니다.”라고 컬럼비아 대학의 신경 과학자 인 노벨상 수상자 에릭 칸델 박사는 최근 토론토에서 열린 인터뷰에서 말했습니다. "마음은 21 세기 생물학의 필수 문제입니다."
Kandel은“그리고 공중 보건의 결과, 질병, 고통, 정신 분열증, 우울증, 조울증, 외상 후 스트레스 장애를 생각한다면, 하나님은 인류의 많은 불행이 정신과 신경 장애에서 오는 것을 알고 계십니다.
1960 년대 Kandel이 생물학적 기억 원을 찾기 위해 노벨상을 수상한 작품을 시작했을 때 신경 과학은 외로운 분야였습니다. “많은 생물 학자들에게 관심이 없었습니다. 해부학은 지루한 것으로 간주되었고 전기 생리학은 대부분의 과학자들이주의를 기울 이기에는 기술적으로 너무 복잡했습니다.”라고 그는 말했습니다.
Richard Beninger는 Queen 's University의 행동 신경 과학자로, 학생 시절에 뇌를 부품 모음으로 연구했다고 회상합니다. "백질 물질과 암흑 물질, 그리고 신경 세포 수준까지 많은 세부 사항을 볼 수 있었지만 모든 형태, 구조였습니다."라고 그는 말했습니다.
그러나 과학자들이 뇌의 화학적 경로를 이해하기 시작하자 모든 것이 바뀌 었습니다. 형태는 여전히 존재하지만 이제 우리는 송신기 시스템이 무엇인지 압니다. 따라서 우리는 지난 40 년 동안 만 완전히 새로운 두뇌를 갖게되었습니다.”라고 Beninger는 말했습니다.
오늘날의 기술을 통해 과학자들은 살아 숨쉬는 인간을 자기 공명 영상 기계에 넣고, 무언가에 대해 생각하도록 말하고, 생각의 생물학적 흔적이 혈중 산소 수치의 변화로 측정되는 다채로운 폭발로 나타나고 사라지는 것을 관찰 할 수 있습니다. 이는 과학자들이 이제 실시간으로 신경 환경을 탐색하고 초기부터 우리 종을 형성 한 인지력을 도표화 할 수 있음을 의미합니다.
이 신경의 원더 랜드를 조사하면서 과학자들은 우리를 인간으로 만드는 것의 본질을 조사하고 있습니다. 마치 그들이 인류의 후드를 들어 올리고, 우리가하는 일을 어떻게하게 만드는지 찾기 위해 배선을 손질하는 것과 같습니다. 그리고 그들은 우리가하고, 생각하고, 느끼는 모든 것의 비밀이 진화에 의해 조각되고 전기 및 화학적 상호 작용에 의해 발사되는 끊임없이 변화하는 신경 연결 네트워크 인 배선에 있다는 것을 발견하고 있습니다.
노벨상 수상자 인 에릭 칸델 (Eric Kandel) 박사는 마음은 21st 세기의 생물학에서 필수적인 문제라고 말합니다. (루카스 잭슨 / 로이터)Kandel 박사는 그것을 우주에서 가장 복잡한 조직 구조라고 부릅니다. “그래서 우리는 그것을 완전히 이해하는 데는 거리가 멀지 만 시작은 상당히 극적이었습니다.”라고 그는 말합니다.
Beninger는“우리의 모든 삶의 경험, 모든 정신적 경험이 우리 뇌의 화학 활동, 신경 전달 물질 및 신경 회로의 활동에서 기인하는 것은 확실히 놀라운 일입니다.”라고 Beninger는 말했습니다.
행동에 대한 도파민 열쇠
베닝거에게 도파민은 가장 매력적인 신경 전달 물질로, 우리가 환경과 상호 작용할 수있게하여 생존에 필요한 것을 찾아냅니다. "생물학적으로 가치있는 것, 예를 들어 물, 성 파트너, 사회적 동반자, 사회적 협력과 같은 음식은 도파민 시스템을 활성화시키는 것입니다."라고 그는 말합니다.
"이 시스템은 오래되었습니다. 아시다시피 초파리는 비슷한 시스템과 벌레를 가지고 있습니다."라고 그는 말합니다. "그들은 물고기와 모든 척추 동물에서 발견되며 아주 오래되었습니다.이 도파민 뉴런들입니다."Beninger가 말했다.
즉 과일 파리가 와인 글라스로 뛰어 들어가는 것과 같은 화학 자극이 병에 닿아 두 번째 유리를 부으면됩니다.
“도파민 뉴런이 활성화되면 그 당시에 어떤 일이 발생하든 미래에 더 강력한 유인 능력을 갖게됩니다.”라고 Beninger는 말합니다. "그래서 야생 동물의 경우 음식과 관련된 자극, 특정 장소, 특정 물체와 같이 음식을 신호하는 것들은 미래에 동물을 그리는 능력을 습득합니다."
일부 취약한 사람들이 설탕, 소금 및 지방이 가득한 음식을 먹을 때 다른 중독자들과 유사한 행동을 보입니다. Caroline Davis는 말합니다. (CBC)도파민은 무의식적 인 학습의 한 형태를 통해 작업을 수행하며, '사물'이 위험하더라도 처음으로 보상 경로를 흥분시킨 것으로 돌아가는 환경 신호, 시각 소리, 냄새, 감정을 인식하도록 뇌를 교육합니다. “사람이 남용하는 약물은 모두 도파민 시스템을 활성화시킵니다.”라고 Beninger는 설명합니다.
점점 더 과학자들은 음식이 뇌의 보상 시스템을 가로 챌 수 있다고 믿고 있습니다. York University에서 Caroline Davis 교수는 음식 중독의 생물학적 기초를 연구하고 있습니다. 그녀는 뇌의 보상 시스템이 자연에서 찾을 수없는 소금, 설탕, 지방 및 풍미가 결합 된 고도로 가공 된 식품에 특히 민감 할 수 있다고 말합니다.
두뇌와 음식 중독
“그것이 너무 맛있기 때문에 우리는 그것들을 많이 먹는 경향이 있으며 브로콜리보다 더 큰 도파민을 증가시킵니다.”라고 Davis는 말했습니다. “설탕과 지방, 소금이 가득한 것들은 저항하기가 매우 매우 어렵습니다. 이러한 음식을 충분히 먹으면 취약한 사람들에게 다음과 같은 행동을 보인다는 증거가 있습니다. 다른 중독자들에게서 볼 수있는 행동입니다.”
실험용 쥐에게 설탕이 든 음식에 접근 할 수있게되면 폭식하고 설탕이 제거되면 헤로인에서 동물의 철수와 유사한 물리적 철수 시스템을 보여줍니다. 연구에 따르면 도파민은 설탕에 중독 된 생쥐에서 활성화되는 경로 중 하나입니다.
Richard Beninger의 실험실에있는 쥐는 연구자들이 도파민 반응을 차단하는 약물을 투여했을 때 가만히 있습니다. (제공 Richard Beninger)캐롤라인 데이비스는 더 강한 도파민 신호와 관련된 유전 적 프로파일 인 음식에 중독 된 인간에게서 도파민 연관성을 발견했으며, 그 유전자가 일부 사람들을 도파민의 신호에 더 취약하게 만들 수 있다고 믿습니다.
“보상에 매우 민감한 경향이있는 사람들은 우리의 데이터에 따르면 이러한 환경에서는 더 어려울 수 있습니다. 또 다른 시대에는 그들이 음식에서 큰 즐거움을 얻었을 것이고 파운드를 챙겨서 더 오래 살아남을 수 있었을 것이기 때문에 적응했을 것입니다. 하지만이 환경에서는 잘 작동하지 않습니다.”
동기 부여와 관련된 도파민
온타리오 주 킹스턴에있는 Queen 's University로 돌아온 Richard Beninger는 학생들이 촬영 한 일련의 실험용 쥐 비디오를 턱까지 올려 놓고 있습니다. 정상적인 쥐를 바에 놓으면 즉시 내려갑니다. 그러나 연구자들이 동물에게 도파민 수용체를 차단하는 약물을 투여하면 놀라운 일이 일어납니다. 이제 쥐는 매 투여 후 더 길고 오래 턱을 위로 유지합니다.
“동물은 도파민이 막히면 거기에 앉을 것입니다. 움직일 수 없다는 것이 아니라 움직일 동기가 없습니다.”라고 Beninger는 말했습니다. "환경에 참여하려면 도파민이 필요한 것 같습니다."
“저는이 상태 인 '강력 증'의 의미를 이해하기 위해 여전히 고군분투하고 있습니다. 그러나 그는 그것을 흥미로운 발견이라고 부릅니다. “이 현상에 새롭고 가치있는 정보가 있다고 생각합니다.”
“저는 우리 주변에있는 단서, 우리가 매일 상호 작용하는 것들, 우리가 반응하고, 포착하고, 처리 할 수있는 모든 것, 특정 수준의 도파민이 필요한 모든 것입니다. 도파민이 감소 된 상태에서 반복적으로 자극에 노출되면 특정 자극에 반응하는 능력을 잃게됩니다. 도파민은 움직이고, 술집에서 벗어나 자극에 따라 행동 할 이유를 제공하는 것 같습니다. 도파민 없이는 자극이나 환경에 반응하는 데 관심이 없습니다.”
Beninger는 이것이 파킨슨 병 환자의 운동 장애와 닮았으며, 이는 도파민 활동 감소와 관련이 있으며 자신의 실험실에서도 연구하고 있다고 말합니다.
관계에서 도파민의 역할
Beninger는 도파민이 어떻게 우리 관계를 형성하는지 연구하고 있습니다. 누군가가 우리에게 친절 할 때, 우리의 도파민은 그 사람에게 우리를 이끌어 줄 것입니다.
"그래서 내가 다른 사람과 협력 적으로 상호 작용하고 그들이 저와 협력 적으로 상호 작용할 때, 그 사람은 도파민의 작용에 의해 내 뇌에서 대표되는 그 사람이 미래에 나를 끌어들이는 능력을 향상시킵니다."라고 Beninger는 말합니다. "그래서 도파민은 우리의 사회적 풍경을 조각합니다."
저는 이것이 절대적으로 경이로움이라고 생각합니다. 뇌의 화학적 신경 해부학에 대해 더 많이 배우기 시작할 때에 만 더 많이 경탄 할 수 있습니다.”라고 Beninger는 말합니다. “내 정신적 경험, 내 평생을 만드는 것은 모두 함께 일하는 것입니다. 정말 대단합니다.”
그들이 뇌 화학을 이해하면 신경 과학자들은 정신 질환을 퇴치하고 인간의 경험을 향상시키는 치료법을 제공 할 수있을 것이라고 믿는다. Eric Kandel 박사는 발견이 불가피하다고 말합니다. 부분적으로는 현장에 많은 과학자가 있기 때문입니다.
“내가 의대생이었을 때 뇌 세포 과학 선택 과목을 받고 싶었지만, 함께 일할 수있는 좋은 사람이있는 실험실은 뉴욕시에 하나뿐이었습니다. 전례가 없었습니다. 이제 당신은 거리로 가면 만나는 모든 사람들이 뇌 과학을하고 있습니다.”
“나는 1955 년에 처음으로 실험실에서 일하고있었습니다. 1969 년에 북미에 신경 과학 학회라는 사회가 형성되었고 600 명의 회원이있었습니다. 이제 35,000 명의 회원이 있습니다. 현재 뇌 과학 분야에서 일하는 사람들의 수가 엄청나게 증가했습니다. 신비한 훈련에서 사라졌습니다. 지금은 생물학에서 가장 흥미로운 분야는 아니지만 가장 흥미로운 분야 중 하나입니다.”
이것은 CBC의 The National, World at Six 및 CBC.ca의 Inside Your Brain이라는 XNUMX 부작 시리즈 중 XNUMX 부로 현대 신경 과학이 우리가 생각하는 방식을 어떻게 바꾸고 있는지 탐구합니다. XNUMX 부에서 Kelly Crowe는 우리의 두뇌가 유휴 상태로 인식 될 때에도 매우 활동적이며 유휴 두뇌가 의식의 열쇠가 될 수 있음을 발견합니다. 이 시리즈의 연구는 Canadian Institutes of Health Research 저널리즘 상을 받았습니다.
;