Marts 9, 2017
Pele atrod ceļu caur karti dopamīna molekulas ķīmiskās struktūras formā, kas atspoguļo pētījumu rezultātus, ka dopamīns virza uzvedības izvēli. Kredīts: Salk institūts
Pieņemsim, ka bufetē tiekaties pēc augļu kausa, bet pēdējā sekundē pārslēdzat pārnesumus un tā vietā paķerat kūciņu. Emocionāli jūsu lēmums ir sarežģīts vainas sautējums un mutes dzirdinoša gaidīšana. Bet fiziski tā ir vienkārša maiņa: tā vietā, lai pārvietotos pa kreisi, roka gāja pa labi. Šādas sekundes daļas izmaiņas neirozinātniekus interesē, jo viņiem ir liela loma slimībās, kas saistītas ar darbības izvēli, piemēram, Parkinsona slimība un narkomānija.
Marta 9, 2017 žurnāla tiešsaistes publikācijā Neirons, zinātnieki Salka institūtā ziņo, ka smadzeņu ķīmiskās vielas koncentrācija, ko sauc par dopamīna regulē lēmumus par darbībām tik precīzi, ka līmeņa mērīšana tieši pirms lēmuma pieņemšanas ļauj pētniekiem precīzi paredzēt rezultātu. Turklāt zinātnieki atklāja, ka dopamīna līmeņa maiņa ir pietiekama, lai mainītu gaidāmo izvēli. Darbs var pavērt jaunas iespējas traucējumu ārstēšanai gan gadījumos, kad persona nevar izvēlēties kustību, kuru sākt, piemēram, Parkinsona slimība, gan arī gadījumos, kad kāds nevar pārtraukt atkārtotas darbības, piemēram, obsesīvi-kompulsīvi traucējumi (OCD) vai narkomānija.
"Tā kā mēs vienlaikus nevaram izdarīt vairāk nekā vienu lietu, smadzenes pastāvīgi pieņem lēmumus par turpmāko darbību," saka Sjins Dzjins, Salkas molekulārās neirobioloģijas laboratorijas docents un šī raksta vecākais autors. "Vairumā gadījumu mūsu smadzenes kontrolē šos lēmumus augstākā līmenī nekā runājot tieši ar konkrētiem muskuļiem, un tieši to mana laboratorija galvenokārt vēlas labāk izprast."
Kad mēs nolemjam veikt brīvprātīgu darbību, piemēram, sasiet mūsu kurpju auklas, mūsu smadzeņu ārējā daļa (garoza) sūta signālu dziļākai struktūrai, ko sauc par striatumu, kas saņem dopamīnu, lai organizētu notikumu secību: noliecoties, satverot mežģīnes, sasienot mezglus. Neirodeģeneratīvas slimības, piemēram, Parkinsona slimība, bojā dopamīnu atbrīvojošos neironus, pasliktinot cilvēka spēju izpildīt virkni komandu. Piemēram, ja jūs lūdzat Parkinsona slimniekiem uzzīmēt V formu, viņi var uzzīmēt līniju, kas iet uz leju, vai līnija iet uz augšu. Bet viņiem ir lielas grūtības pāriet no viena virziena uz otru, un pārejā viņi pavada daudz ilgāk. Pirms pētnieki var izstrādāt mērķtiecīgu terapiju šādām slimībām, viņiem precīzi jāsaprot, kāda ir dopamīna funkcija normālā smadzenēs fundamentālā neiroloģiskā līmenī.
Džina komanda izstrādāja pētījumu, kurā peles izvēlējās vienu no divām svirām nospiest, lai iegūtu saldu kārumu. Sviras atradās pasūtījuma izgatavotas kameras labajā un kreisajā pusē, un vidū bija kārbu dozators. Sviras katra izmēģinājuma sākumā no kameras ievilka un atkal parādījās pēc divām vai astoņām sekundēm. Peles ātri uzzināja, ka, kad sviras atkal parādījās pēc īsāka laika, nospiežot kreiso sviru, tika iegūts kārums. Kad viņi pēc ilgāka laika atkal parādījās, nospiežot labo sviru, tika iegūts kārums. Tādējādi abas puses pārstāvēja vienkāršotu divu izvēļu situāciju pelēm - sākotnēji tās pārvietojās uz kameras kreiso pusi, bet, ja sviras noteiktā laika posmā atkal neparādījās, peles pārvietojās uz labo pusi, balstoties uz par iekšēju lēmumu.
"Šis konkrētais dizains ļauj mums uzdot unikālu jautājumu par to, kas notiek smadzenēs šīs garīgās un fiziskās pārejas laikā no vienas izvēles uz otru," saka Hao Li, Salk pētniecības līdzstrādnieks un raksta pirmais autors.
Kad peles veica izmēģinājumus, pētnieki izmantoja tehniku, ko sauc par ātrās skenēšanas ciklisko voltmetriju, lai izmērītu dopamīna koncentrāciju dzīvnieku smadzenēs, izmantojot iegultus elektrodus, kas ir daudz smalkāki nekā cilvēka mati. Metode ļauj veikt ļoti precīzu laika mērījumu (šajā pētījumā paraugu ņemšana notika 10 reizes sekundē), un tāpēc tā var norādīt uz straujām izmaiņām smadzeņu ķīmijā. Voltmetrijas rezultāti parādīja, ka smadzeņu dopamīna līmeņa svārstības bija cieši saistītas ar dzīvnieka lēmumu. Zinātnieki faktiski varēja precīzi paredzēt dzīvnieka gaidāmo sviras izvēli, pamatojoties tikai uz dopamīna koncentrāciju.
Interesanti, ka citas peles, kuras saņēma kārumu, nospiežot jebkuru sviru (tātad noņemot izvēlēto elementu), izmēģinājumu gaitā palielinājās par dopamīna līmeni, bet atšķirībā no tā visu laiku to līmenis palika virs bāzes līmeņa (nemainījās zem bāzes līmeņa) norādot uz dopamīna mainīgo lomu, kad ir iesaistīta izvēle.
"Mēs esam ļoti satraukti par šiem atklājumiem, jo tie norāda, ka dopamīns varētu būt iesaistīts arī pašreizējā lēmuma pieņemšanā, papildus tā plaši pazīstamajai lomai mācībās," piebilst raksta pirmais autors Kristofers Hovards, Salk pētniecības līdzstrādnieks.
Lai pārliecinātos, ka dopamīna līmenis izraisīja izvēles izmaiņas, nevis tikai ar to saistījās, komanda izmantoja gēnu inženierijas un molekulāros rīkus, tostarp neironu aktivizēšanu vai inhibēšanu ar gaismu tehnikā, ko sauc par optogenētiku, lai reāli manipulētu ar dzīvnieku smadzeņu dopamīna līmeni laiks. Viņi atklāja, ka viņi spēj divvirzienu pārslēgt peles no vienas sviras izvēles uz otru, palielinot vai samazinot dopamīna līmeni.
Jins saka, ka šie rezultāti liecina, ka dinamiski mainīgā dopamīna koncentrācija ir saistīta ar notiekošo darbību izvēli. "Mēs domājam, ka, ja mēs varētu atjaunot atbilstošu dopamīna dinamiku - Parkinsona slimības, OKT un narkomānijas gadījumā - cilvēkiem varētu labāk kontrolēt savu uzvedību. Tas ir svarīgs solis, lai saprastu, kā to paveikt. ”
Lasīt vairāk pie: https://medicalxpress.com/news/2017-03-hard-choices-brain-dopamine.html#jCp
;
