2017 년 3 월 9 일
마우스는 도파민 분자의 화학 구조 모양의지도를 통해 길을 찾아 도파민이 행동 선택을 지시한다는 연구 결과를 반영합니다. 크레딧 : Salk Institute
뷔페에서 과일 컵에 손을 뻗고 있지만 마지막 순간에 기어를 바꾸고 대신 컵 케이크를 가져 간다고 가정 해 보겠습니다. 감정적으로, 당신의 결정은 죄책감과 군침 도는 기대감의 복잡한 스튜입니다. 그러나 물리적으로 이것은 단순한 이동입니다. 왼쪽으로 이동하는 대신 손이 오른쪽으로 이동했습니다. 이러한 순간적인 변화는 파킨슨 병과 마약 중독과 같은 행동 선택에 문제가있는 질병에서 중요한 역할을하기 때문에 신경 과학자들의 관심을 끌고 있습니다.
3 월 9에서 2017 온라인 저널 신경Salk Institute의 과학자들은 뇌 화학 물질의 농도가 도파민 결정 직전에 수준을 측정하면 연구자가 결과를 정확하게 예측할 수 있도록 행동에 대한 결정을 매우 정확하게 제어합니다. 또한 과학자들은 도파민 수치를 변경하는 것이 향후 선택을 변경하기에 충분하다는 것을 발견했습니다. 이 작업은 사람이 파킨슨 병과 같이 시작할 움직임을 선택할 수없는 경우뿐만 아니라 강박 장애 (OCD) 또는 강박 장애와 같은 반복적 인 행동을 멈출 수없는 경우 장애를 치료하기위한 새로운 길을 열 수 있습니다. 약물 중독.
“한 번에 하나 이상의 일을 할 수 없기 때문에 뇌는 다음에 무엇을할지에 대해 끊임없이 결정을 내립니다. "대부분의 경우 우리의 뇌는 특정 근육과 직접 대화하는 것보다 더 높은 수준에서 이러한 결정을 제어합니다. 이것이 제 실험실이 대부분 더 잘 이해하고 싶어하는 것입니다."
우리가 신발 끈을 묶는 것과 같은 자발적인 행동을하기로 결정할 때, 우리 뇌의 바깥 부분 (피질)은 선조체라고하는 더 깊은 구조로 신호를 보냅니다.이 선조체는 도파민을 받아 일련의 사건을 조율합니다. 끈, 매듭을 묶는 것. 파킨슨 병과 같은 신경 퇴행성 질병은 도파민을 방출하는 뉴런을 손상시켜 일련의 명령을 실행하는 사람의 능력을 손상시킵니다. 예를 들어, 파킨슨 병 환자에게 V 자 모양을 그리도록 요청하면 선이 잘 내려가거나 선이 잘 올라갈 수 있습니다. 그러나 그들은 한 방향에서 다른 방향으로 전환하는 데 큰 어려움을 겪고 있으며 전환에 훨씬 더 오래 걸립니다. 연구자들은 그러한 질병에 대한 표적 치료법을 개발하기 전에 정상 뇌의 기본적인 신경 학적 수준에서 도파민의 기능이 무엇인지 정확히 이해해야합니다.
진의 팀은 쥐가 두 개의 레버 중 하나를 눌러 달콤한 간식을 얻는 방법을 선택하는 연구를 설계했습니다. 레버는 주문 제작 된 챔버의 오른쪽과 왼쪽에 있으며, 중간에 처리 디스펜서가 있습니다. 각 시험이 시작될 때 레버가 챔버에서 빠져 나갔다가 XNUMX 초 또는 XNUMX 초 후에 다시 나타났습니다. 마우스는 짧은 시간 후에 레버가 다시 나타날 때 왼쪽 레버를 누르면 치료가된다는 것을 빠르게 알게되었습니다. 오랜 시간이 지난 후 다시 나타 났을 때 오른쪽 레버를 누르면 대접을 받았다. 따라서 양측은 마우스에 대한 단순화 된 XNUMX 선택 상황을 나타냅니다. 처음에는 챔버의 왼쪽으로 이동했지만 일정 시간 내에 레버가 다시 나타나지 않으면 마우스가 오른쪽으로 이동했습니다. 내부 결정에.
“이 특별한 디자인을 통해 우리는 정신적, 육체적 선택에서 다른 선택으로 전환하는 동안 뇌에서 일어나는 일에 대해 독특한 질문을 할 수 있습니다.”라고 Salk 연구 동료이자이 논문의 공동 제 XNUMX 저자 인 Hao Li는 말합니다.
마우스가 실험을 수행하면서 연구원들은 빠른 스캔 순환 전압 전류 법 (fast-scan cyclic voltammetry)이라는 기술을 사용하여 인간의 머리카락보다 훨씬 더 미세한 내장 전극을 통해 동물의 뇌에서 도파민 농도를 측정했습니다. 이 기술은 매우 정밀한 시간 척도 측정 (이 연구에서 샘플링은 초당 10 회 발생)을 허용하므로 뇌 화학의 급격한 변화를 나타낼 수 있습니다. 전압 전류 법 결과는 뇌 도파민 수준의 변동이 동물의 결정과 밀접한 관련이 있음을 보여주었습니다. 과학자들은 실제로 도파민 농도만을 기준으로 동물의 향후 레버 선택을 정확하게 예측할 수있었습니다.
흥미롭게도, 레버를 눌러 치료를받은 다른 마우스 (선택한 요소를 제거)는 실험이 진행됨에 따라 도파민 증가를 경험했지만 대조적으로 그 수준은 전체 시간 동안 기준선 이상으로 유지되었습니다 (기준선 아래로 변동하지 않음). 선택이 관련 될 때 도파민의 진화하는 역할을 나타냅니다.
"우리는 이러한 발견이 도파민이 학습에서 잘 알려진 역할을 넘어서 지속적인 결정에 관여 할 수 있음을 나타 내기 때문에 매우 흥분됩니다."이 논문의 공동 제 XNUMX 저자 인 Salk 연구 협력자 인 Christopher Howard는 덧붙입니다.
도파민 수치가 선택 변화를 유발했는지 확인하기 위해 연구팀은 광 유전학이라는 기술에서 빛으로 뉴런을 활성화하거나 억제하는 것을 포함하여 유전 공학 및 분자 도구를 사용하여 동물의 뇌 도파민 수치를 실제로 조작했습니다. 시각. 그들은 도파민 수준을 높이거나 낮춤으로써 한 레버 선택에서 다른 레버로 마우스를 양방향으로 전환 할 수 있음을 발견했습니다.
Jin은 이러한 결과가 동적으로 변화하는 도파민 수준이 지속적인 행동 선택과 관련이 있음을 시사한다고 말합니다. “파킨슨 병, 강박 장애, 약물 중독에서 적절한 도파민 역학을 회복 할 수 있다면 사람들이 자신의 행동을 더 잘 통제 할 수있을 것이라고 생각합니다. 이는이를 달성하는 방법을 이해하는 데 중요한 단계입니다. "
에서 자세히보기 : https://medicalxpress.com/news/2017-03-hard-choices-brain-dopamine.html#jCp
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