(L) Sunkūs pasirinkimai? Paklauskite savo smegenų dopamino (2017)

Kovo 9, 2017

Pelė randa kelią per žemėlapį, kurio forma yra dopamino molekulės cheminė struktūra, ir tai atspindi tyrimų išvadas, kad dopaminas lemia elgesio pasirinkimą. Kreditas: Salk institutas

Tarkime, kad prie savitarnos stalo siekiate vaisių puodelio, tačiau paskutinę sekundę perjungiate pavaras ir vietoj to griebiatės pyrago. Emociškai jūsų sprendimas yra sudėtingas kaltės troškinys ir burnoje tirpstantis laukimas. Bet fiziškai tai yra paprastas poslinkis: užuot judėjęs kairėn, ranka pasisuko dešinėn. Tokie sekundės pertraukos domina neuromokslininkus, nes jie vaidina svarbų vaidmenį ligose, susijusiose su veiksmo pasirinkimo problemomis, tokiomis kaip Parkinsono liga ir narkomanija.

Kovo 9, 2017 internetiniame žurnalo leidinyje Neuronas„Salk instituto“ mokslininkai praneša, kad vadinama smegenų chemine medžiaga dopamino taip tiksliai valdo sprendimus dėl veiksmų, kad, įvertinus lygį prieš priimant sprendimą, mokslininkai gali tiksliai numatyti rezultatą. Be to, mokslininkai nustatė, kad norint pakeisti būsimą pasirinkimą pakanka pakeisti dopamino kiekį. Šis darbas gali atverti naujas galimybes gydyti sutrikimus tiek tais atvejais, kai asmuo negali pasirinkti judėjimo pradėti, pavyzdžiui, Parkinsono liga, tiek tais atvejais, kai kažkas negali sustabdyti pasikartojančių veiksmų, tokių kaip obsesinis-kompulsinis sutrikimas (OKS) arba narkomanija.

„Kadangi vienu metu negalime padaryti daugiau nei vieno dalyko, smegenys nuolat priima sprendimus, ką daryti toliau“, - sako Xinas Jinas, Salko molekulinės neurobiologijos laboratorijos docentas ir vyresnysis šio straipsnio autorius. "Daugeliu atvejų mūsų smegenys kontroliuoja šiuos sprendimus aukštesniu lygiu, nei tiesiogiai kalbėdami su tam tikrais raumenimis, ir tai mano laboratorija dažniausiai nori geriau suprasti."

Kai nusprendžiame atlikti savanorišką veiksmą, pavyzdžiui, susirišti batų raištelius, išorinė smegenų dalis (žievė) siunčia signalą į gilesnę struktūrą, vadinamą striatum, kuri gauna dopaminą, kad organizuotų įvykių seką: nusilenkia, sugriebia nėriniai, rišantys mazgus. Neurodegeneracinės ligos, tokios kaip Parkinsono liga, pažeidžia dopaminą išskiriančius neuronus, sutrikdydamos asmens galimybes vykdyti eilę komandų. Pavyzdžiui, jei paprašysite Parkinsono ligos pacientų nupiešti V formą, jie gali nubrėžti liniją, kuri eina žemyn, arba liniją, kuri eina į viršų. Tačiau jiems kyla didelių sunkumų pereinant iš vienos krypties į kitą ir pereinant jie praleidžia daug ilgiau. Kad mokslininkai galėtų sukurti tikslinę tokių ligų terapiją, jie turi tiksliai suprasti, kokia yra dopamino funkcija esant pagrindiniam neurologiniam lygiui įprastose smegenyse.

Jin komanda sukūrė tyrimą, kurio metu pelės pasirinko vieną iš dviejų svertų paspaudimą, kad gautų saldų patiekalą. Svirtys buvo dešinėje ir kairėje specialiai pastatytos kameros pusėje, o viduryje - skanėstų dozatorius. Kiekvieno bandymo pradžioje svirtys atsitraukė iš kameros ir vėl pasirodė po dviejų ar aštuonių sekundžių. Pelės greitai sužinojo, kad kai svertai vėl pasirodė po trumpesnio laiko, paspaudus kairę svirtį, atsirado malonumas. Kai jie vėl pasirodė po ilgesnio laiko, paspaudus dešinę svirtį, atsirado skanėstas. Taigi abi pusės atstovavo pelėms supaprastintą dviejų pasirinkimų situaciją - iš pradžių jos persikėlė į kairę kameros pusę, tačiau jei per tam tikrą laiką svertai neatsirado, pelės pasislinko į dešinę pusę dėl vidinio sprendimo.

„Šis konkretus dizainas leidžia mums užduoti unikalų klausimą apie tai, kas vyksta smegenyse per šį protinį ir fizinį perėjimą nuo vieno pasirinkimo prie kito“, - sako Hao Li, „Salk“ mokslų bendradarbė ir bendraautorė.

Kai pelės atliko bandymus, mokslininkai naudojo greitojo nuskaitymo ciklinę voltmetriją vadinamą metodiką, kad matuotų dopamino koncentraciją gyvūnų smegenyse per įterptus elektrodus, daug smulkesnius nei žmogaus plaukai. Ši technika leidžia atlikti labai tikslią laiko skalės matavimą (šiame tyrime mėginiai buvo imami 10 kartų per sekundę), todėl gali parodyti greitus smegenų chemijos pokyčius. Voltametrijos rezultatai parodė, kad smegenų dopamino lygio svyravimai buvo glaudžiai susiję su gyvūno sprendimu. Mokslininkai iš tikrųjų sugebėjo tiksliai numatyti būsimą gyvūno svirties pasirinkimą, atsižvelgdami tik į dopamino koncentraciją.

Įdomu tai, kad kitos pelės, kurios gavo gydymą paspausdamos bet kurį svirtį (taip pašalindamos pasirinktą elementą), bandymų metu padidino dopamino kiekį, tačiau, priešingai, jų lygis visą laiką išliko aukštesnis už pradinį (nesvyravo žemiau pradinio lygio), nurodant besikeičiantį dopamino vaidmenį, kai yra pasirinkimas.

"Mes labai džiaugiamės šiomis išvadomis, nes jie rodo, kad dopaminas taip pat gali būti įtrauktas į nuolatinį sprendimą, be žinomo vaidmens mokantis", - priduria pirmasis šio straipsnio autorius Christopheris Howardas, "Salk" tyrimų bendradarbis.

Norėdami įsitikinti, kad dopamino lygis sukėlė pasirinkimo pokyčius, o ne tik su jais susietas, komanda naudojo genų inžinerijos ir molekulines priemones - įskaitant neuronų aktyvavimą ar slopinimą šviesa technika, vadinama optogenetika, kad realiai manipuliuotų gyvūnų smegenų dopamino kiekiu. laikas. Jie nustatė, kad jie galėjo dvikrypčiai perjungti peles iš vieno svirties pasirinkimo į kitą, padidindami ar sumažindami dopamino kiekį.

Jinas sako, kad šie rezultatai rodo, kad dinamiškai besikeičiantis dopamino kiekis yra susijęs su vykdomu veiksmų pasirinkimu. „Mes manome, kad jei galėtume atkurti tinkamą dopamino dinamiką - sergant Parkinsono liga, OKS ir priklausomybe nuo narkotikų, žmonės galėtų geriau kontroliuoti savo elgesį. Tai yra svarbus žingsnis suprantant, kaip tai pasiekti “.

Skaitykite daugiau: https://medicalxpress.com/news/2017-03-hard-choices-brain-dopamine.html#jCp