Navoaka tamin'ny aterineto 2018 May 14. doi: 10.1038 / s41593-018-0152-y
Abstract
Dopamine dia modulator kritikan'ny fianarana sy ny antony manosika. Mampisy olana izany: ahoana no ahafantarana ireo sela mikendry ny hoe ny dopamine nitombo dia famantarana hianarana na hihetsika? Matetika ny fiheverana dia mitaky ny fiovana dopamine miadana ("tonic"), raha haingana kosa ("phasic") dopamine ny fihenan'ny dopamine dia miteraka valim-bidy mialoha momba ny fianarana. Na izany aza, ny fandinihana vao haingana dia naneho fa ny dopamine dia manome ny lanja famporisihana ary mampiroborobo ny hetsika, na dia amin'ny fe-potoana faharoa. Eto aho dia mitantara ny kaonty hafa momba ny fomba itondran'ny dopamine ny fihetsika mitohy. Ny famoahana dopamine mifandraika amin'ny antony manosika dia haingana sy ny ao an-toerana dia voatsindrona amin'ny fitrandrahana dopamine, tsy miankina amin'ny fitifirana sela dopamine. Mikambana tsy miovaova eo anelanelan'ny fianarana sy ny fanaovan-tsarimihetsika ireo mpikaroka kendrena, miaraka amin'ny interneuron striatal izay manome mekanika mifamadika ho an'ny kandidà iray. Ny fiantraikan'ny fitondran-tena amin'ny dopamine dia miovaova amin'ny alàlan'ny fanalefahana, saingy isaky ny tranga dia manome tombana miharihary ny dopamine raha toa ka tokony handany loharano anatiny voafetra toy ny angovo, fiheverana na fotoana.
Ny dopamine ve famantarana amin'ny fianarana, amin'ny antony manosika, sa izy roa?
Niova ny fahalalantsika ny dopamine taloha, ary miova indray. Ny fanavahana lehibe iray dia eo amin'ny fiantraikan'ny dopamine amin'izao fotoana izao fitondran-tena (fampisehoana), ary fiantraikany dopamine ho avy fitondran-tena (mianatra). Izy roa dia tena misy ary manan-danja, fa tamin'ny fotoana isan-karazany no nifankasitraka ary ny iray tsy nisy.
Rehefa (tao amin'ny '70s) dia azo atao ny manao lesoka feno làlambe feno dopamine, ny vokatr'aretina miharihary dia ny fihenan'ny fihetsiketsehana.1. Mifanaraka amin'ny fiantraikany mitovy amin'ny fatiantoka dopamine ao amin'ny olona, vokatry ny aretina Parkinson mandroso, fanafody poizina, na encephalitis2. Na izany aza, ny rat na ny trangan'olombelona dia mampiseho tsy fahaizan'ny mihetsika. Ny voalavo Dopamine dia milomano anaty rano mangatsiaka3, ary ireo marary hoatraniko dia mety hiainga sy mihazakazaka raha toa ny feon'ny afo fanairana ("kinesia paradoxical"). Ary tsy misy koa ny fatiantoka fototra amin'ny fankasitrahana valisoa: ny voalavo dopamine-lesioned dia mandany sakafo napetraka ao am-bavany, ary maneho famantarana hisitraka azy.4. Tsy hisafidy ezaka mafy anefa izy ireo mba hahazoana valisoa. Ireo valiny sy maro hafa dia nametraka fifandraisana lehibe eo amin'ny dopamine sy ny antony manosika5. Na ny fihenan-mihetsika aza izay voamarina amin'ny tranga tsy dia misy fihenan'ny aretina Parkinson dia azo raisina ho tsy fahampiana mitarika, maneho ny fanapahan-kevitra raikitra fa tsy mendrika ny mandany angovo ilaina amin'ny hetsika haingana kokoa6.
Avy eo (tao amin'ny '80s) dia nandrakitra ny firaketana an-tsorok'aretina dopamine amin'ny «mihetsika monkey» (any amin'ny faritra midbrain izay mikasa hanamasoana: faritra ventralal, VTA / substantia nigra pars compacta, SNc). Anisan'ireny fitifirana ireny ny fanapoahana zavatra fohy ho fanentanana izay nanosika ny hetsika haingana. Ity fitifirana dopamine "phasic" ity tany am-boalohany dia nadika tamin'ny voalohany hoe manohana ny “fihetsiketsehana fitondran-tena”7 sy "famporisihana"8 - amin'ny teny hafa, manome hery ny fihetsiky ny biby ankehitriny.
Nisy fiovana mahery vaika nitranga tao amin'ny '90s, miaraka amin'ny famerenana indray ny fipoahana dopamine phasic toy ny fampiodinana azy. hadisoana faminaniana diso (RPEs9). Nifototra tamin'ny fandinihana lehibe izany: ny sela dopamine dia mamaly ny fientanentanana tsy ampoizina mifandray amin'ny valisoa amin'ny ho avy, fa matetika dia ajanony ny famaliana raha toa ka andrasana ireo fientanentanana ireo10. Ny hevitra RPE dia nipoitra tamin'ny teoria fianarana teo aloha, ary indrindra eo amin'ny sehatry ny siansa informatika fampivoarana eo amin'ny sehatry ny fianarana fanamafisana11. Ny dikan'ny famantarana RPE dia ny manavao soatoavina(tombanana ny valisoa ho avy). Ireo soatoavina ireo dia ampiasaina aoriana kely, hanampiana amin'ny fanaovana safidy izay manatsara ny valisoa. Koa satria ny fitifirana sela dopamine dia mitovy amin'ny RPE, ary ny RPE dia ampiasaina amin'ny fianarana, lasa voajanahary ny hanamafisana ny anjara asan'ny dopamine amin'ny fianarana. Taty aoriana ny fanodikodinam-bidy optogenetic dia nanamafy ny maha-dopaminergic ny sela RPE-coding12,13 ary tena nasehony tokoa ny fianarana14,15.
Ny hevitra fa ny dopamine dia manome mari-pahaizana fianarana dia mifanentana tsara amin'ny literatiora izay dopamine manova ny famafazana synaptic ao amin'ny striatum, no kendrena voalohany amin'ny dopamine. Ohatra, ny kisendrasendra intelo ny famporisihana glutamate ny hazondamosina striatal dendrite, postynaptic depolarization, ary ny famoahana dopamine dia miteraka ny hazondamosina.16. Ny modulation Dopaminergic ireo fomba fiasa maharitra mandritra ny fotoana maharitra dia manampy amin'ny fanazavana ny maharitra ny vokatry ny fitondran-tena manandevo, izay mizara fananana mampitombo ny famoahana dopamine striatal17. Na ny akinesia lalina amin'ny fatiantoka dopamine aza dia azo ampiharina amin'ny alalàn'ny fomba fianarana toy izany18. Ny tsy fahampian'ny dopamine dia azo raisina ho RPE tsy miiba lava, izay manavao tsikelikely ny lanjan'ny hetsika mankany amin'ny aotra. Ny fiantraikany toy ny fandrosoana, toy ny fandringanana mitovy amin'ny vokatry ny fitondran-tena dia mety ho vokarin'ny antagonis dopamine19,20.
Saingy ny hevitra hoe ny dopamine dia voarohirohy amin'ny antony manosika mitohy tsy mbola nanjavona - ny mifanohitra amin'izany aza, dia raisin'ireo be loatra momba ny fitondran-tena momba ny fitondran-tena. Mety izany raha jerena ny porofo mahery vaika fa ny fiasan'ny dopamine amin'ny fanentanana / hetsika / fanentanana dia tsy afaka hianatra15,20-23. Ny tsy dia nankasitraka loatra dia ny fanamby tafiditra amin'ny fampihavanana io andraikitra manentana io amin'ny teoria izay omen'ny DA famantarana ny fianarana RPE.
"Miandrandra": manentana ny valisoa ho an'ny valisoa ho avy (ny soatoavina) ho fampandehanana ny fihetsika ankehitriny. Mifanohitra amin'izany kosa ny fianarana dia "mitodika mitodika any amin'ny fanjakana sy ny hetsika tato ho ato, ary manavao ny soatoaviny. Ireto avy ireo dingana mifameno: ny soatoavina nohavaozina dia azo ampiasaina amin'ny fanapahan-kevitra aorian'izay raha sendra azy ireo ireo fanjakana ireo dia averina havaozina sy ny sisa. Fa ny fizotry ny tsingerin'ny dopamine tafiditra amin'ny - mampiasa ny soatoavina handraisana fanapahan-kevitra (fampisehoana), na ny fanavaozana ny sanda (fianarana)?
Amin'ny toe-javatra sasany, mahitsy ny mieritreritra ny dopamine milalao anjara roa miaraka.24Ny tranga tsy nampoizina, mialoha ny valisoa dia ny hetsika archetypical amin'ny fandroahana ny famonoana sela dopamine sy ny famoahana azy, ary ny fihetsika toy izany matetika dia sady manome hery sy mamono (Aviavy. 1). Amin'ity toe-javatra manokana ity, ny faminaniana valisoa, ary ny lesoka amin'ny faminaniana valisoa, mitombo miaraka - fa tsy izany foana no izy. Ohatra iray fotsiny dia matetika ny olona sy ny biby hafa no voatosika hiasa hahazoana valisoa na dia kely aza na tsy misy zavatra mahagaga. Mety hiasa mafy kokoa izy ireo rehefa manakaiky ny valisoany (mitombo ny sandany rehefa manakaiky ny valisoa). Ny tiana holazaina dia hoe ny fianarana sy ny antony manosika dia miavaka amin'ny fotokevitra, amin'ny computationally, ary amin'ny fitondran-tena - nefa ny dopamine toa samy manao azy roa.
Eto ambany aho dia manombatombana ny hevitra ankehitriny momba ny fomba ahafahan'ny dopamine hahavita ny fianarana sy ny asa manosika. Manolotra modely havaozina aho, miorina amin'ny zava-misy lehibe telo: 1) ny famotsorana dopamine avy amin'ny fiafarana dia tsy avy amin'ny fandoroana sela dopamine ihany, fa azo fehezina ao an-toerana ihany koa; Ny 2) dopamine dia misy fiantraikany amin'ny fahatsapan-tsofoka synaptic sy ny fanesorana ny sela kendrena, misy vokatra miavaka ho an'ny fianarana sy fampisehoana tsirairay; 3) fiantraikany dopamine amin'ny plastika dia azo averina na esorina amin'ireo singa manodidina ny faritra. Miaraka amin'ireto endri-javatra ireto dia mety ahafahan'ny mivezivezy mivezivezy eo amin'ireo hafatra dopamine roa manokana, ho an'ny fianarana sy ny antony manosika.
Misy marika dopamine "phasic" sy "tonic" miaraka amin'ny dikany samihafa ve?
Matetika dia milaza fa ny lanjan'ny fianarana sy ny antony manosika ny dopamine dia mitranga amin'ny mizana amin'ny fotoana samy hafa25. Ny sela Dopamine dia mirehitra tsy tapaka ("tonika") amin'ny spike vitsivitsy isan-tsegondra, ary tapaka na fiatoana indraindray ("phasic") indraindray. Ny fipoahana, indrindra raha toa ka voarindra amin'ny sela dopamine ny artifika, dia mitondra haingana ny fitomboan'ny fitiliana dopamine26 izay miovaova tanteraka (maharitra segondra27). Ny fampisarahana ny sela dopamine tonika mitifitra ny fitrandrahana dopamine forebrain dia tsy mazava. Ny porofo sasany dia milaza fa kely dia kely ny fandraisana anjara28. Mety ho ampy ny famokarana saika mitohy ny famporisihana ireo mpandray andraikitra D2 avo lenta kokoa, mamela ilay rafitra mba hahatsikaritra fiatoana vetivety amin'ny fitifirana sela dopamine29 ary mampiasa ireo fiatoana ireo fa diso ny faminaniana ratsy.
Microdialysis dia nampiasaina betsaka mba handrefesana ny haavon'ny dopamine forebrain, na dia miaraka amin'ny vahaolana ara-nofo aza (mazàna dia maharitra mandritra ny minitra maromaro). Ny fandrefesana miadana toy izany amin'ny dopamine dia mety hanasarotra ny hifandraisany amin'ny fitondran-tena. Na izany aza, ny microdialysis ny dopamine ao amin'ny nucleus accumbens (NAc; ventral / medial striatum) dia mampiseho fifamatorana tsara amin'ny hetsika lokomotor30 sy ny lindro fanentanana hafa5. Nanaparitaka be izany fa midika izany fa misy fiovana miadana (“tonic”) ao anaty fifantohana dopamine, ary ireo fiovana miadana ireo dia manome famantarana manentana. Ny marimaritra manokana dia ireo modely fanombatombanan-kevitra dia nanolo-kevitra fa ny haavon'ny dopamine tonika dia manara-maso ny tahan'ny valisoa farany amin'ny valiny farany31 - fiovana manentana mahasoa ho an'ny fizarana fotoana sy ny fanapahan-kevitra momba ny asa. Tsara ny manasongadina fa tena vitsy ny taratasy mamaritra mazava ny haavon'ny dopamine "tonika" - matetika izy ireo dia mihevitra fa miova miadana tsikelikely ny fatran'ny dopamine mandritra ny fe-potoana maharitra minitra amin'ny microdialysis.
Na izany aza dia miatrika olana maro ity fomba fijery "phasic dopamine = RPE / fianarana ity." Voalohany, tsy misy porofo mivantana fa ny fitifirana sela dopamine tonika dia miovaova amin'ny kirany miadana. Ny fanapoahana tifitra Tonika dia tsy miova amin'ny fanovana antony manosika32,33. Voalaza fa miova ny haavon'ny dopamine tonika vokatry ny fiovan'ny sela dopamine mavitrika34,35. Saingy manerana ny fandalinana maro amin'ireo biby tsy voafehy, tsy misy laharam-pahalalana, ireo sela dopamine dia mbola tsy voalaza fa mifamadika eo amin'ireo fanjakana mangina sy mavitrika.
Fanampin'izay, ny zava-misy fa ny microdialysis dia mandanjana ny haavon'ny dopamine dia tsy midika fa miova tsikelikely ny haavon'ny dopamine. Vao haingana izahay15 nizaha ny dopamine NAC dopamine amin'ny asa valisoa azo antoka, amin'ny alàlan'ny microdialysis sy ny voltammetry ny cyclic haingana. Izahay dia nanamafy fa ny mesolimbic dopamine, araka ny fandrefesana microdialysis, dia manitsy miaraka amin'ny tahan'ny valisoa (valisoa / min). Na izany aza, na dia misy tsimokaretina mikraoba microdialysis temporal (1min) aza miova haingana haingana araka izay natoronay azy: tsy nahita porofo momba ny famantarana dopamine miadana miadana isika.
Ny fampiasana ny vahaolana farany ara-nofo izay mbola amin'ny voltammetry dia hitanay ny fifandraisana akaiky eo amin'ny fiovan'ny dopamine sub-segondra faharoa. Raha nanao ny filan'ny hetsika ilaina mba hahazoana valisoa ny voalavo dia nisondrotra avo kokoa ny dopamine, tonga hatrany amin'ny tampon-trano toa ny nahazoany ny valisoa (ary ny nihena haingana rehefa nandaniany izany). Nasehonay fa ny dopamine dia mifanitsy amina tombam-bidy eo noho eo dia voamarina toy ny valisoa ho avy amin'ny hoavy, fihenan'ny fotoana antenaina handraisana azy. Ireo dinamika dopamine haingana ireo dia afaka manazava ihany koa ny valin'ny microdialysis, tsy misy fiantsoana dopamine misaraka amin'ny kirany samy hafa. Rehefa mahazo valisoa bebe kokoa ny biby dia mampitombo ny fanantenany valisoa amin'ny ho avy isaky ny dingana izy ireo. Raha tokony ho fanondro haingam-pandeha mitombo tsikelikely, ny fifamatorana misy eo amin'ny dopamine sy ny valim-pahitana dia hazavaina tsara ho salanisa, noho ny fotoana fanangonana santimetatra mitongilana mandritra ny fotoana maharitra, amin'ireto soatoavin'ny fanjakana haingana ireto.
Ity famaritana soatoavina momba ny famoahana dopamine mesolimbika ity dia mifanaraka amin'ny valin'ny voltammetry avy amin'ireo vondrona mpikaroka hafa, izay imbetsaka no nahita fa mivoatra ny famoahana dopamine miaraka amin'ny fitomboan'ny fahatongavana ho valisoa36-38(Aviavy. 2). Ity famantarana mamporisika ity dia tsy "miadana", fa kosa azo jerena mandritra ny fotoana mitohizan'ny mizana maharitra. Na dia afaka maharitra segondra maromaro aza ny lalamby dopamine rehefa maharitra ihany koa ny fihetsika iray38, izany dia maneho ny fizotry ny fotoana ny fitondran-tena fa tsy ny dinamika dopamine intrins. Ny fifandraisan'ny famoahana dopamine mesolimbika sy ny vidin'ny fihenam-bidy dia hita haingana araka izay avelan'ny teknika fandraisam-peo, izany hoe amin'ny fe-potoana 100ms miaraka amin'ny electrodes voltammetry akora15.
Ny fihenan'ny dopamine haingana dia tsy fitaratra famporisihana fotsiny, fa mitondra fihetsika mandrisika ihany koa. Ny valin-kafatra lehibe momba ny sela dopamine hampihetsika ny krizy dia maminavina fotoana fohy kokoa noho io fitsarana io ihany39. Ny famporisihana optogenetic ireo sela dopamine VTA dia mahatonga ny voalavo hanomboka ny asa amin'ny asa valisoa azontsika natao15, toy ny hoe manana fanantenana bebe kokoa noho izy ireo. Ny fampiroboroboana ny optogenetic ny SNc dopamine neurons, na ny axons ao amin'ny dorsal striatum, dia mampitombo ny mety hisehoan'ny hetsika40,41. Ny mampihoron-koditra, ireo fiantraikany amin'ny fitondran-tena ireo dia hita ao anatin'ny roanjato tapitrisa milliseconds izay vao manomboka ny fampirisihana optogenetic. Ny fahaizan'ny fambara azo avy amin'ny valisoa ho fanamafisana ny famporisihana dia toa manelanelana haingana amin'ny dopaminergic modification haingana be amin'ny excitability ny NAc spiny neurons42. Koa satria miova haingana ny dopamine, ary misy fiantraikany haingana ny antony manosika ny dopamine, ny fiasan'ny dopamine dia hazavaina haingana kokoa ("phasic") fa tsy miadana ("tonic").
Ankoatr'izay, ny fiantsoana ny mizana fohy sy miadana dia tsy mamaha ny olan'ny famahana ny olana atrehin'ny neurons miaraka amin'ny receptor dopamine. Raha manondro ny fianarana ny dopamine, ny fiovan'ny plastika synaptika dia toa valiny sela mety. Saingy ny fiatraikany eo noho eo amin'ny fitondran-tena manosika dia mitaky fiatraikany eo noho eo amin'ny spiking - ohatra, amin'ny fanovana haingana ny fientanam-po. Ny Dopamine dia mety manana ny roa amin'ireo effects postsynaptic (ary bebe kokoa), noho izany ny fifantohana dopamine iray ve dia manana dikany manokana? Sa mila haorina io dikany io - ohatra amin'ny fampitahana ny haavon'ny dopamine mandritra ny fotoana, na amin'ny fampiasana fambara hafa mifanindry mba hamaritana izay masinina finday hirotsaka? Ity mety hitranga dia resahina etsy ambany.
Moa ve ny famotsorana dopamine dia mampita ireo fampahalalana mitovy amin'ny doroire dopamine?
Ny fifandraisan'ny fihenan'ny dopamine haingana sy ny sandan'ny antony manosika dia toa hafahafa, raha toa ka ny fitifirana sela dopamine aza dia mitovy amin'ny RPE. Ankoatra izany, ny fikarohana sasany dia nitatitra ny famantarana RPE tamin'ny famoahana dopamine mesolimbic43. Zava-dehibe ny manamarika fanamby iray amin'ny fandikana endrika endrika data tsy marina. Ny signal signal sy ny RPE dia mifandraika - tsy mahagaga raha ny RPE dia matetika no faritana ho toy ny fanovana ny soatoavina manomboka amin'ny fotoana iray mankany amin'ny manaraka (RPE "fahasamihafana ara-potoana"). Noho io fifandraisana io dia zava-dehibe ny fampiasana endrika fanandramana sy fanadihadiana izay manavaka ny sandam-bola amin'ny kaonty RPE. Ny olana dia mitambatra rehefa mampiasa fepetra neural izay miankina amin'ny havana, fa tsy tanteraka, fanovana famantarana. Ny famakafakan'ny Voltammetry dia mazàna mampitaha ny dopamine amin'ny fotoana mahaliana azy amin'ny vanim-potoana "baseline" aloha kokoa isaky ny andrana (mba hanesorana ireo singa famantarana izay tsy miankina amin'ny dopamine, ao anatin'izany ny elektroda mamaly isaky ny famafana ny herinaratra ary mihodina mandritra ny minitra vitsy). Saingy ny fanesorana ny sisin-dalana dia mety hahatonga ny mari-pamantarana sarobidy mitovy amin'ny famantarana RPE. Ity no hitanay tao amin'ny angon-drakitra voltammetry anay (2e). Ny fiovana amin'ny fiandrasana valisoa dia hita taratra amin'ny fiovan'ny dopamine konsimento isaky ny andrana, ary tsy hita ireo fiovana ireo raha toa ka miatrika fitsipi-pitodinana tsy miova mandritra ny fitsapana.15. Ny fehin-kevitra momba ny famoahana ny dopamine sy ny kaody RPE dia mila jerena am-pitandremana. Ity loza amin'ny fandikana data ity dia mihatra tsy amin'ny voltammetry ihany, fa amin'ny famakafakana rehetra miankina amin'ny fanovana akaiky - mety misy fMRI sy fotometry sasany44.
Na eo aza izany dia mbola mila mihavana ny famoahana dopamine mifandraika amin'ny sanda mifandraika amin'ny lanjany NAc isika miaraka amin'ny tsy fisian'ny fanjonoana mifandraika amin'ny alàlan'ny valimbola mifandraika amin'ny alàlan'ny dopamine neurons13, na dia ao anatin'ny faritra VTA taty aoriana izay manome dopamine amin'ny NAc core45. Ny antony iray lehibe dia ny hoe ny sela dopamine dia matetika voarakitra ao amin'ny biby voatana an-doha izay manao asa ho an'ny kilasy an-dàlana, raha ny famotsorana dopamine kosa dia refesina amin'ny biby tsy voafehy mazàna mandroso amin'ny alàlan'ny tontolo iainana. Nanolo-kevitra izahay fa ny dopamine mesolimbika dia mety hanondro manokana ny lanjan'ny "asa"15 - maneho ny fepetra takiana amin'ny fanokanana fotoana sy ezaka hahazoana ny valisoa. Mifanaraka amin'izany, mitombo ny dopamine amin'ny alàlan'ny famantarana ny fihetsiketsehana, fa tsy amin'ny famantarana mampangina fahanginana, na dia manondro valisoa amin'ny ho avy mitovy aza izy ireo.46. Raha - toy ny asa fanamafisana kilasika maro - tsy misy tombony ho an'ny "asa" mavitrika, dia tsy dia miharihary loatra ny fanovana dopaminergika izay manondro ny sandan'ny asa.
Ny tena zava-dehibe kokoa dia ny zava-misy fa ny famotsorana dopamine dia azo fehezina eo an-toerana any amin'ny faritry ny tenany, ary amin'izany dia mampiseho ny santionany spatio-temporal tsy miankina amin'ny spiking vatana. Ohatra, ny amygdala basolateral (BLA) dia mety misy fiantraikany amin'ny famotsorana NAc dopamine na dia tsy mihetsika aza ny VTA.47. Mifanohitra amin'izany, ny tsy fampandehanana ny BLA dia mampihena ny famoahana dopamine NAc sy ny fitondran-tena mifanaraka amin'ny antony, tsy misy fiantraikany amin'ny tifitra VTA48. Ny faran'ny Dopamine dia manana mpankasitraka amin'ny karazana neurotransmitter, anisan'izany ny glutamate, opioid ary acetylcholine. Ny fitrandrahana Nicotinic acetylcholine dia mamela ny interneurons cholinergic stneatal (CINs) amin'ny fifehezana haingana ny famotsorana dopamine49,50. Na dia efa ela aza dia efa nomarihina fa manan-danja tokoa ny fifehezana eo an-toerana ny famotsorana dopamine7,51, tsy nampidirina tao amin'ny kaonty computational ny dopamine function. Manolo-kevitra aho fa ny alàlan'ny famotsorana ny dinamika dopamine mifandraika amin'ny fanamafisana ny lanjany dia mivoaka amin'ny ankapobeny an-toerana ny fifehezana, na dia ny fikafika dopamine aza dia manome mari-pahaizana lehibe amin'ny RPE hianarana.
Ahoana no dikany dopamine ny fianarana sy ny antony manosika tsy misy fifangaroana?
Raha ny fotokevitra, ny mari-pamantarana iray dia ampy hampitana RPE ihany koa, satria ny RPEs ara-nofo fotsiny dia fanovana haingana ny vidiny (2B). Ohatra, ny làlan-tsofina miavaka amin'ny aretin-tseranana kendrena dia mety ho mora tohina amin'ny fitrandrahana tanteraka ny dopamine (manome lanja) raha oharina amin'ny fiovan'ny haingam-pandeha (mampiseho ny RPE). Ity tetika ity dia toa azo tanterahina, noho ny fanodinana dopamine saro-pady amin'ny sela ara-batana spiny52 sy ny fahatsapan'izy ireo amin'ny endriny ara-nofo amin'ny fifandanjana amin'ny kalsioma53. Na izany aza dia toa somary mihena be ihany koa izany. Raha misy mari-pahaizana RPE toa efa misy amin'ny spike cell dopamine dia tokony ho afaka mampiasa azy io fa tsy handray indray ny RPE avy amin'ny mari-pamantarana.
Raha ilaina amin'ny alàlan'ny fampiasana ny RPE sy ny lanja miavaka tsara, ny boribory mihinana dopamine dia mety mamadika mavitrika ny fomba fandikana ny dopamine. Misy porofo mahavariana fa acetylcholine dia mety hiasa amin'ity asa fanovana ity ihany koa. Amin'ny fotoana manelanelana ny sela dopamine mipoaka tsipoapoaka amin'ny takona tsy ampoizina, dia mampiseho fohy ny ~ CINs (~ 150ms) fialan-tsasatra amin'ny fitifirana izay tsy mifanena amin'ny RPE54. Ireo fiatoana CIN ity dia afaka atosika ireo neuron VTA GABAergic55 ary koa ireo sela "tsy mahagaga" ao amin'ny intralaminar thalamus, ary nanolorana azy ho toy ny famantarana fiaraha-mientana amin'ny fampiroboroboana ny fianarana56. Nanoro hevitra i Morris sy Bergman54 fa ny fiatoan'ny cholinergic dia mamaritra ny varavarankely ara-nofo ho an'ny fahatsorana striatal, izay azo anaovana ny dopamine ho toy ny famantarana fianarana. Ny plastika miankina amin'ny Dopamine dia notohizan'ny mekanika isan'ireny, anisan'izany ny hozatra miangona musklinika m4 amin'ny neuron striatal mivantana.57. Ireo maodelin'ny famantarana famantarana intracellular dia milaza fa mandritra ny fiatoan'ny CIN, ny tsy fisian'ny famandrihana m4 dia mety hihetsika synergistically amin'ny fipoahan'ny dopamine phasic hanamafisana ny fampahavitrihana PKA.58, amin'ny fampiroboroboana ny fiovana synaptic.
Ny sela cholinergika striatal ka tsara dia mametraka tsara amin'ny alàlan'ny fanodinana ny dikan'ny hafatra dopaminergika marobe. Mandritra ny fiatoan'ny CIN, ny fanamaivanana sakana muscarinika amin'ny kapibon'ny synaptic dia ahafahana ampiasaina dopamine hianarana. Amin'ny fotoana hafa dia alefa any an-toerana ny famoahana ny fonjan'ny dopamine izay misy fiantraikany amin'ny fanaovan-javatra mitohy. Amin'izao fotoana izao, ity soso-kevitra ity dia sady fanombatombanana ary tsy feno. Voalaza fa ny CINs dia mampiditra ireo fampahalalana avy amin'ireo neuron spiny manodidina manodidina mba hahazoana ireo marika tambajotra misy takelaka mahasoa toy ny entropy.59,60. Saingy tsy dia mazava loatra fa ny dynamics ny hetsika CIN dia azo ampiasaina hiteraka marika dopamine61, ary koa amin'ny famantarana famantarana fianarana dopamine.
Dopamine ve dia midika zavatra mitovy mandritra ny forebrain?
Raha nalain'ny hevitra RPE, azo alaina fa famantarana manerantany ny dopamine, nandefa hafatra diso nandritra ny lasibatra krizy striatal sy teo aloha. Schultz dia nanamafy fa ny sela dopamine monkey manerana ny VTA sy SNc dia manana valiny mitovy62. Ny fandinihana ny sela dopamine fantatra dia nahita valiny mitovy amin'ny RPE mitovy amin'ny rodents, farafaharatsiny ho an'ny aretin-tserasera VTA taty aoriana ao anatin'ny tontolon'ny famelomana klasika13. Na izany aza, ny sela dopamine dia miendrika molekiola sy ara-batana63-65 ary misy ankehitriny ny tatitra fa mampiseho lamina mitifitra samihafa amin'ny fitondran-biby. Anisan'izany ny fitomboan'ny phasic amin'ny fitifirana hetsika fanoherana66 ary mitarika cues67 izay mifanaraka tsara amin'ny kaonty RPE mahazatra. Maro ny sela dopamine mampiseho valinteny fohy voalohany amin'ny hetsika sensory izay hita taratra na "manaitra" mihoatra noho ny fanodinana RPE manokana68,69. Ity lafiny fanairana ity dia misimisy kokoa amin'ny SNc69, izay mamorona sela dopamine misimisy kokoa amin'ny "sensorimotor" dorsal / lateral striatum (DLS45,63). Ny subpopulation ny sela SN5 dopamine koa dia voalaza fa mampitombo41 na mihena70 fitifirana mitifitra amin'ny fihetsiketsehana an-tsitrapo, na dia tsy misy fivoahana ivelany aza.
Nisy vondrona maromaro nampiasa fotomika fibre sy ny tsipika kalsioma GCaMP mba handinihana ny hetsika be dia be amin'ny subpopulation ny neuron dopamine71,72. Ny sela Dopamine izay mikasa ny dorsal / medial striatum (DMS) dia mampiseho hetsika mihetsiketsika tsy ampoizina mandritra ny fahatairana fohy tsy nampoizina, fa ireo izay mikasa ny DLS kosa dia nitombo ny hetsika.71- mifanaraka kokoa amin'ny valinteny fanairana. Ny valinteny dopaminergika miavaka amin'ny faritra samihafa amin'ny forebrain dia voamarika amin'ny alàlan'ny GCaMP handinihana ny asan'ny axons sy ny terminal dopamine.40,72,73. Mampiasa sary an-tsary misy sary roa amin'ny totozy nofon-doha, Howe sy Dombeck40 nitantara ny hetsika phasic dopamine mifandraika amin'ny hetsika mihetsika. Izany dia hita matetika tao amin'ny axons dopamine tsirairay avy amin'ny SNc izay nifarana tao amin'ny striatum dorsal, raha toa kosa ny axons VTA dopamine ao amin'ny NAc dia manome valiny bebe kokoa amin'ny fanomezana valiny. Ny hafa koa dia nahita hetsika dopaminergic misy valisoa ao amin'ny NAc, miaraka amin'ny DMS fa mifamatotra bebe kokoa amin'ny hetsika fanitanana72 ary ny rambony aforon'ny striatum mamaly ny fientanentanana tsy manafintohina sy vaovao74.
Ny fepetra mivantana amin'ny famotsorana dopamine koa dia mampiseho ny tsy fitovian'ny helika30,75. Miaraka amin'ny microdialysis dia nahita ny dopamine nasiana lanja manokana amin'ny NAc core sy ventral-medial front cortex, fa tsy amin'ny medialatri striatum (NAc shell, DMS) na frontal cortex. Mampientanentana tokoa izany raha toa ka mamantatra tsara ny “hotropots” misy ny fanodinana kaonty hita matetika amin'ny fandalinana fMRI olombelona.76,77. Indrindra ny famantarana NAc BOLD, izay misy fifandraisana akaiky ny famantarana dopamine78, mitombo amin'ny fiandrasana valisoa (sanda) - betsaka noho ny amin'ny RPE76.
Na avy amin'ireto fandroana dopamine miavaka ireto ny fomban'ny fivoahana dopamine, ny fifehezana dopamine miavaka, na izy roa ireo, dia manohitra ny hevitry ny hafatra dopamine manerantany izy ireo. Mety hisy hanatsoaka hevitra fa maro ny fiasa dopamine maro, miaraka (ohatra) dopamine amin'ny dorsal striatum famantarana famantarana "hetsika" ary dopamine amin'ny valan-drivotra striatum famantarana "valisoa".40. Na izany aza dia tiako ny fomba fijery hafa. Ny sokajy striatal samihafa dia mahazo fampidirana avy amin'ny faritra cortical samihafa, ary toy izany koa ny fanodinana ireo karazana fampahalalana samihafa. Na izany aza, ny fitambaran'ny striatal tsirairay dia mizara firafitry ny endrika mikrocircuit mahazatra, ao koa ny D1- mifanohitra amin'ny D2-receptor izay mitondra ny spiny neuron79, CIN, sy ny sisa. Na dia mahazatra aza ny miresaka momba ny fanilikilihana striatal isan-karazany (ohatra ny DLS, DMS, NAc core) toy ny faritra manavakavaka izy ireo, tsy misy fetra anatomisma eo anelanelany (ny NAc shell dia somary miavaka kokoa noho ny neurochemically). Fa kosa, misy gradients malefaka fotsiny ao amin'ny habetsan'ny reseptorante, ny propneurement interneuron sns, izay toa mitovy amin'ny fandefasana ireo algorithm amin'ny alàlan'ny algorithm computational. Raha jerena io maritrano mahazatra io, azontsika atao ve ny mamaritra ny fiasa dopamine mahazatra, ary esorina amin'ny fampahalalana manokana ananan'ny isaky ny faritra?
Striatal dopamine sy ny fizarana ny fananana voafetra.
Manolo-kevitra aho fa ny vokatry ny dopamine tsy mitovy hevitra amin'ny fitondran-tena mitohy dia azo takarina amin'ny fanovana ny Fanapahan-kevitra momba ny fizarana fitaovana. Ny dopamine manokana dia manome tombantombana ny mahasoa ny fandaniana loharano anatiny voafetra, miaraka amin'ny loharanom-pahalalana manokana tsy mitovy amin'ny sokajy striatal. Ho an'ny striatum "motor" (DL) dia ny hetsika, voafetra satria ny angovo mihetsika, ary satria ny asa maro dia tsy mifanaraka amin'ny tsirairay80. Ny fitomboan'ny dopamine dia manapa-kevitra fa ny biby iray dia hanapa-kevitra fa aleo mandany angovo mampandeha haingana, na handehanana haingana kokoa6,40,81. Mariho fa ny famantarana dopamine izay mamehy ny "hetsika ilaina" dia hamorona fifanarahana eo amin'ny dopamine sy ny fihetsiketsehana, na dia tsy misy ny «enopamine» dopamine aza. per se.
Ho an'ny striatum «kognitif» (~ DMS) ny loharanon-karena dia dingana ara-pankasitrahana ao anatin'izany ny fiheverana (izay voafetra ny fahaiza-manao82) sy fitadidiana miasa83. Raha tsy misy dopamine, ny cues ivelany ivelany izay manetsika ny fihetsiketsehana oriented dia atao tsinontsinoavina, toy ny hoe heverina ho tsy mendrika ny saina3. Fanampin'izay, mahomby (lafo vidy.)84). Dopamine - indrindra ao amin'ny DMS85 - mitana andraikitra lehibe amin'ny fanapahana hevitra raha mendrika ny hanaovana io ezaka io86,87. Ity dia mety hahitana raha mampiasa paikady hanapa-kevitra, mitaky finiavana («modely miorina»))88.
Ho an'ny striatum «motivational» (~ NAc) dia ny loharanom-pahalalana lehibe iray dia ny fotoan'ny biby. Mesolimbic dopamine dia tsy takiana rehefa manao hetsika tsotra sy raikitra ny biby mba hahazoana valisoa haingana89. Saingy ny karazana valisoa maro azo dia azo amin'ny alàlan'ny asa maharitra: andiany lavitra amin'ny hetsika tsy niova, toy ny fanodinana. Ny fisafidianana ny handray anjara amin'ny asa dia midika fa fomba hafa mahasoa amin'ny fandaniam-potoana dia tokony ho mialoha. Ny dopamine mesolimbika avo dia manondro fa ny firotsahana amin'ny asa maharitra sy ezaka be dia be, fa raha dopamine dia mampidina biby dia aza mihetsiketsika ary mety miomana hatory fotsiny.90.
Ao anatin'ny fandraisana anjaran'ny dopamine cortico-striatal dopamine amin'ny fihetsika mitohy dia toy izany ny toe-karena (miompana amin'ny alalàn'ny loharanon-karena) ary mandrisika (na izany aza? mahasoa ny fandaniam-bola81). Tsy miankina mahaleo tena ireo siram-batana ireo fa kosa manana fikambanana hierarchical, spiraling: ny ampahany betsaka amin'ny tsiranoka dopamine striatum izay mikendry amin'ny ampahany dorsal kokoa.5,91. Amin'izany fomba izany ny fanapahan-kevitra handray anjara amin'ny asa dia mety hanampy amin'ny famelomana hetsika mavesatra manokana sy briefer ihany koa. Saingy amin'ny ankapobeny, ny dopamine dia manome signal "activational" - mampitombo ny mety hisian'ny fanapahan-kevitra sasany - fa tsy ny signal "directional" izay manondro Ahoana no tokony ho lany ny harena5.
Inona no anjara asan'ny dopamine rehefa raisina ny fanapahan-kevitra?
Ny fomba iray hieritreretana momba io anjara hetsika io dia ny resaka "tokana". Amin'ny modely matematika sasany dia mitombo hatrany mandra-pahatongany eo amin'ny ambaratongan'ny tokonam-baravarana, rehefa ny rafitra no manolo-tena amin'ny asa iray92. Ny dopamine avo kokoa dia mitovy amin'ny halavany ambany kokoa, hany ka haingana ny fanapahan-kevitra. Tsotra io hevitra io, nefa manombatombana ireo faminaniana maro izay voamarina. Ny fampidinana ny tokonam-baravarana amin'ny fihetsiketsehana dia miteraka fiovana manokana amin'ny endrika fizarana fotoana fihetseham-po, toy izay hita rehefa ampidirina ao amin'ny sensorimotor striatum ny amphetamine.20.
Raha tokony ho eo am-baravarana voahazona, ny angon-drakitra momba ny fitondran-tena sy ny neural dia mety tsara kokoa raha mihena ny fidirana rehefa mandeha ny fotoana, toy ny hoe miha maika ny fanapaha-kevitra. Ny famoahana basal ganglia dia natolotra ny hanome marika maika faingana, izay manome hery ny mekanika mifantina ao amin'ny cortex93. Lehibe kokoa ihany koa ny fahamailoana rehefa akaiky kokoa ny valisoa amin'ny ho avy, ka mahatonga an'io fotokevitra io mitovitovy amin'ny lanjan'ny fanamafisana ny lanjan'ny dopamine.
Moa ve ny anjara asa fampahoriana toy izany ampy hamaritana ny fiantraikan'ny dopamine striatal? Mifandraika amin'ny fanontaniana efa ela hatrizay raha mifototra mivantana amin'ny hetsika am-pianarana ny boribolin'ny ganglia80 na fanamafisana fotsiny ny safidy atao any an-kafa93,94. Misy fomba roa farafahakeliny izay mety hisehoan'ny dopamine misy fiantraikany "zoro" kokoa. Ny voalohany dia rehefa mihetsika ao anaty subregion ao amin'ny atidoha ny dopamine izay manangana fampahalalana ankolaka. Ny fizahan-tany ganglia basal dia manana anjara asa lehibe, anjaram-pivoarana mankany aoriana ary manakaiky ny valiny mety. Ny praud caudate (~ DMS) dia tafiditra amin'ny fitarihana ny fihetsiky ny maso manoloana ny sahan-tany95. Fambara iray dopaminergika fa misy zavatra ao amin'ny habakabaka misy halavam-panana mendrika hojerena ny fanamarihana hita eo amin'ny hetsika dopaminergic ao amin'ny DMS sy ny hetsika fanitarana.72, ary koa ny fitondran-tena mihodina vita amin'ny fanodikodinana dopamine96. Ny fiantraikan'ny dopamine "andiany faharoa" dia hita rehefa (bilateral) manina ny dopamine manosihosy an-dàlana amin'ny safidy ambany / valisoa, fa tsy vahaolana mavesatra / valisoa97. Izany dia mety hampiseho ny zava-misy fa ny fanapahan-kevitra sasany dia lehibe kokoa noho ny mitovy, miaraka amin'ny voalavo (sy ny olombelona) manombatombana safidy iray indray mandeha98. Amin'ity fanapahan-kevitra ity dia mety mbola mandoa vola mavitrika amin'ny alàlan'ny fampitana ny sandan'ny safidy efa azo raisina ankehitriny ny dopamine, izay azo ekena na tsia24.
Ny biby mavitrika dia mandray fanapahan-kevitra amin'ny ambaratonga marobe, matetika amin'ny tahan'ny avo. Ankoatry ny fieritreretana momba ny fanapahan-kevitra tsirairay, dia mety hanampy ny mandinika fomba fiasa amin'ny alàlan'ny fizaram-paritra (Aviavy. 1). Amin'ny fanamorana ny fifindra-monina avy amin'ny fanjakana iray mankany amin'ny manaraka, ny dopamine dia mety hanafaingana ny fikorianan'ny làlam-pandalinana99. Mety mifandraika amin'ny fitarihan'ny dopamine amin'ny lanjan'ny fitondran-tena izany44,100. Ny fototra iray lehibe indrindra ho an'ny asa ho avy dia ny fahazoana fahatakarana lalindalina kokoa momba ny fiantraikan'ny dopamine toy izany amin'ny fihetsika mitohy, amin'ny alàlan'ny fanovana ny famolavam-baovao ao anaty sela tokana, mikrocircuits ary tadivavarana ganglia cortical-basal lehibe. Ary koa, aho dia nanasongadinana ny anjara andraikitry ny dopamine manerana ny karazam-pandresena striatal, fa ny lasibatra kortical target no tena nohadinoina, ary mbola hita eo raha toa ny asan'ny dopamine ao amin'ireo rafitra roa ireo dia azo raalazaina ao anatin'io rafitra io ihany.
Raha fintinina, famaritana mety momba ny dopamine dia manazava ny fomba ahafahan'ny dopamine manondro ny fianarana roa, ary ny antony manosika, amin'ny mizana hafainganam-pandeha tsy misy fifangaroana. Manazava ny antony nahatonga ny famotsorana dopamine tao amin'ny kôpitaly mikendry ny krizy izay miandry vinavina izy ireo na dia tsy mitifitra afovoan'ny dopamine aza. Ary hanome kaonty iraisana momba ny hetsika dopamine manerana ny striatum sy any an-kafa izany, izay manazava ny tsy fitovian'ny fitondran-tena amin'ny hetsika, ny fahalalana ary ny fotoana. Ny hevitra manokana sasany atolotra eto dia manombatombana, saingy natao hanamafisana ny fifanakalozan-dresaka havaozina, modely ary fanandramana vaovao manintona.
Fankasitrahana.
Misaotra an'ireo mpiara-miasa maro aho izay nanome fanehoan-kevitra tsara momba ny sora-baventy taloha, anisan'izany i Kent Berridge, Peter Dayan, Brian Knutson, Jeff Beeler, Peter Redgrave, John Lisman, Jesse Goldberg, ary ireo mpitsikera tsy mitonona anarana. Miala tsiny aho fa ny famerana ny habaka dia nisoroka ny fifanakalozan-kevitra momba ireo fandinihana lehibe maro. Ny fanohanana tena ilaina dia nomen'ny National Institute on Neurological Dislines and Stroke, National Institute of Mental Health, ary ny National Institute on Drug Abuse.