Nat Neurosci. 2018 Aug;21(8):1072-1083. doi: 10.1038/s41593-018-0191-4. Epub 2018 Jul 23.
Saunders BT1,2,3, Richard JM4,5,6, Margolis EB7, Janak PH8,9,10.
Abstraktus
Environmental cues, through Pavlovian learning, become conditioned stimuli that guide animals toward the acquisition of rewards (for example, food) that are necessary for survival. We tested the fundamental role of midbrain dopamine neurons in conferring predictive and motivational properties to cues, independent of external rewards. We found that brief phasic optogenetic excitation of dopamine neurons, when presented in temporal association with discrete sensory cues, was sufficient to instantiate those cues as conditioned stimuli that subsequently both evoked dopamine neuron activity on their own and elicited cue-locked conditioned behavior. Notably, we identified highly parcellated functions for dopamine neuron subpopulations projecting to different regions of striatum, revealing dissociable dopamine systems for the generation of incentive value and conditioned movement invigoration. Our results indicate that dopamine neurons orchestrate Pavlovian conditioning via functionally heterogeneous, circuit-specific motivational signals to create, gate, and shape cue-controlled behaviors.
PMID: 30038277
PMCID: PMC6082399
Researchers study how cues drive our behavior
- Date:August 2, 2018
Ar dopamino neuronai turi reikšmę, kad mūsų aplinkoje būtų gaunama vertė? Ir jei taip, ar skirtingos dopamino neuronų grupės atlieka skirtingas funkcijas šiame procese?
Tai yra klausimai, kuriuos Minnesota medicinos mokyklos universitetai nori atsakyti.
Naujausi tyrimai paskelbti 2005 m Nature Neuroscience " Minesotos universiteto medicinos mokyklos neuromokslininkas Benjaminas Saundersas, daktaras, naudoja Pavlovo kondicionavimo modelį, norėdamas įsitikinti, ar šviesos įjungimas - paprastas užuomina - prieš suaktyvinant dopamino neuronus gali motyvuoti veikti. Klasikinis „Pavlov“ modelis sujungė varpo skambėjimą su skaniu kepsniu šuniui, kuris laikui bėgant sąlygojo šuns knibždėjimą, kai skambėjo varpas su kepsniu ar be jo. Tačiau šiame tyrime nebuvo jokio „tikro“ atlygio, pavyzdžiui, maisto ar vandens, kad mokslininkai galėtų izoliuoti dopamino neuronų aktyvumo funkciją.
"Mes norėjome sužinoti, ar dopamino neuronai iš tikrųjų yra tiesiogiai atsakingi už šių trumpalaikių aplinkos ženklų, pavyzdžiui, ženklų, priskyrimą", - sakė Saundersas, atlikęs kai kuriuos savo tyrimus kaip podoktorantas Patricia Janak, Ph.D. Hopkinso universitetas.
Dopamino neuronai, tos smegenų ląstelės, kurios įsijungia patyrus atlygį. Jie taip pat yra neuronai, išsigimę sergant Parkinsono liga.
"Mes sužinojome, kad dopamino neuronai yra vienas iš būdų, kaip mūsų smegenys įprasmina aplinkinius ženklus", - sakė Saundersas. „Vien dopamino neuronų veikla - net ir neturint maisto, narkotikų ar kitų įgimtų naudingų medžiagų - gali įterpti ženklus, suteikiančius jiems galimybę motyvuoti veiksmus“.
Norėdami atsakyti į antrąjį pagrindinį klausimą, tyrėjai taikėsi į specifinius dopamino neuronų segmentus - tuos, kurie yra pagrindinėje nigroje (SNc), ir tuos, kurie yra ventraliniame tegmentaliniame rajone (VTA). Šie du neuronų tipai istoriškai buvo tiriami skirtingose ligų tyrimų srityse - SNc neuronai sergant Parkinsono liga ir VTA neuronai priklausomybės tyrimuose.
Mokslininkai sužinojo, kad ženklai, numatantys dviejų tipų neuronų suaktyvėjimą, sukėlė labai skirtingus atsakus - tie, kurie numatė SNc neuronus, paskatino tam tikrą „atsikelti ir eiti“ atsaką į pagyvėjusį greitą judėjimą. Žodis, numatantis VTA neuronų suaktyvėjimą, pats tapo viliojantis, vairuodamas požiūrį į užuominos vietą, tarsi „kur man eiti?“. atsakymą.
„Mūsų rezultatai atskleidžia lygiagrečius motyvacinius dopamino neuronų vaidmenis reaguojant į užuominas. Realioje situacijoje abi motyvacijos formos yra kritinės “, - sakė Saundersas. "Jūs turite būti motyvuoti judėti ir elgtis, taip pat turite būti motyvuoti eiti į konkrečią norimų ir reikalingų dalykų vietą."
Šie rezultatai suteikia svarbų supratimą apie dopamino neuronų funkciją, susijusią su motyvais, kuriuos sukelia aplinkos ženklai. Ir šis darbas padeda suvokti atkrytį tiems, kurie kovoja su priklausomybėmis.
„Jei užuomina - ženklas, alėja, mėgstama juosta - įgaus šią galingą motyvacinę vertę, jiems bus sunku atsispirti atkryčio sukėlėjams“, - sakė Saundersas. "Mes žinome, kad dopaminas yra susijęs, tačiau esminis būsimų tyrimų tikslas yra suprasti, kuo normali, sveika užuominos sukelta motyvacija skiriasi nuo disfunkcinės motyvacijos, atsirandančios žmonėms, sergantiems priklausomybe ir susijusiomis ligomis".
Istorijos šaltinis
medžiagos pateikė Minesotos medicinos mokykla. Pastaba: turinį galima redaguoti pagal stilių ir ilgį.
Žurnalo nuoroda:
- Benjaminas T. Saundersas, Jocelyn M. Richard, Elyssa B. Margolis, Patricia H. Janak. Dopamino neuronai sukuria Pavlovijos sąlygojamus stimulus su grandinės apibrėžtomis motyvacinėmis savybėmis. Nature Neuroscience ", 2018; 21 (8): 1072 DOI: 10.1038/s41593-018-0191-4
;
