Neuronii dopaminici creează stimuli condiționați Pavlovian cu proprietăți motivaționale definite în circuit.

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.

Abstract

Semnalele de mediu, prin învățarea Pavlovian, devin stimuli condiționați care îndrumă animalele spre obținerea de recompense (de exemplu, alimente) necesare pentru supraviețuire. Am testat rolul fundamental al neuronilor dopaminergici midbrain în a conferi proprietăților predictive și motivaționale indicii independente de recompensele externe. Am constatat că scurta excitație optică fiziologică a neuronilor dopaminergici, prezentată în asociere temporală cu indiciile senzoriale discrete, a fost suficientă pentru a concretiza aceste indici ca stimulenți condiționali care ulterior au provocat activitatea neuronilor dopaminergici pe cont propriu și au provocat un comportament condiționat. În mod special, am identificat funcții extrem de parcellate pentru subpopulațiile de neuroni dopaminergici care se proiectează în diferite regiuni ale striatumului, dezvăluind sisteme disociabile de dopamină pentru generarea unei valori stimulative și pentru o revigorare a mișcării condiționate. Rezultatele noastre indică faptul că neuronii dopaminergici orchestrează condiționarea Pavlovian prin semnale motivaționale funcționale eterogene, specifice circuitelor, pentru a crea, a porni și a forma comportamente controlate de tac.

PMID: 30038277

PMCID: PMC6082399

DOI:10.1038/s41593-018-0191-4


Cercetătorii studiază modul în care indiciile conduc comportamentul nostru

  • Data: august 2, 2018

Do neuronii dopaminei au un rol în a provoca indiciile în mediul nostru pentru a obține valoare? Și dacă da, fac diferite grupuri de neuroni dopaminici care servesc diferite funcții în cadrul acestui proces?

Acestea sunt întrebările cercetătorilor de la Universitatea din Minnesota Medical School căutând să răspundă.

Studii recente publicate în Nature Neuroscience de către neurologul Benjamin Saunders, neurolog al Facultății de Medicină a Universității din Minnesota, folosește un model pavlovian de condiționare pentru a vedea dacă aprinderea unei lumini - un simplu indiciu - chiar înainte de activarea neuronilor dopaminerici ar putea motiva acțiunea. Modelul clasic Pavlov a combinat sunetul unui clopot cu furnizarea unei fripturi gustoase unui câine care, de-a lungul timpului, a condiționat un câine să bage când clopotul a sunat cu sau fără friptură. Cu toate acestea, în această cercetare nu a existat o recompensă „reală”, cum ar fi mâncarea sau apa, pentru a permite cercetătorilor să izoleze funcția activității neuronului dopaminergic.

„Am vrut să știm dacă neuronii dopaminici sunt de fapt direct responsabili de atribuirea unei valori acestor indicii de mediu tranzitorii, cum ar fi semnele”, a spus Saunders, care a efectuat o parte din cercetările sale ca coleg postdoctoral în laboratorul dr. Patricia Janak, de la Johns. Universitatea Hopkins.

Neuronii dopaminici, acele celule din creier care se aprind atunci când se confruntă cu o recompensă. Ei sunt, de asemenea, neuronii care degenerează în boala Parkinson.

„Am învățat că neuronii dopaminergici sunt un mod în care creierul nostru oferă sensul semnelor din jurul nostru”, a spus Saunders. „Activitatea neuronilor dopaminici singuri - chiar și în absența hranei, a medicamentelor sau a altor substanțe pline de recompensare înnăscută - le poate da indicii valoare, oferindu-le capacitatea de a motiva acțiuni.”

Pentru a răspunde la a doua întrebare de bază, cercetătorii au vizat segmente specifice ale neuronilor dopaminergici - cei localizați în nigra substanțială (SNc) și cei localizați în zona tegmentală ventrală (VTA). Aceste două tipuri de neuroni au fost studiați istoric în diferite domenii de cercetare a bolilor - neuroni SNc în boala Parkinson și neuroni VTA în studii de dependență.

Oamenii de știință au aflat că indicii care prezic activarea celor două tipuri de neuroni au condus la răspunsuri foarte diferite - cei care prezic neuronii SNc au condus la un fel de răspuns „ridică-te și pleacă” al mișcării rapide revigorate. Cu toate acestea, indiciul care prezicea activarea neuronului VTA a devenit atrăgător singur, conducând la apropierea de locația indicelui, un fel de „unde mă duc?” raspuns.

Rezultatele noastre dezvaluie roluri motivationale paralele pentru neuronii dopaminergici ca raspuns la indicii. Într-o situație din lumea reală, ambele forme de motivație sunt critice ”, a spus Saunders. „Trebuie să fii motivat să te miști și să te comporti și trebuie să fii motivat să mergi la locația specifică a lucrurilor pe care ți le dorești și de care ai nevoie”.

Aceste rezultate oferă o înțelegere importantă a funcției neuronilor dopaminei legate de motivațiile declanșate de indicii de mediu. Și această lucrare contribuie la înțelegerea recidivei pentru cei care se luptă cu dependențele.

"Dacă un indiciu - un semn, o alee, un bar preferat - capătă această puternică valoare motivațională, vor fi greu să reziste declanșatorilor de recidivă", a spus Saunders. „Știm că este implicată dopamina, dar un obiectiv esențial pentru studiile viitoare este de a înțelege modul în care motivația normală și sănătoasă declanșată de tac diferă de motivația disfuncțională care apare la oamenii cu dependență și boli conexe.”

Sursă de poveste

materiale furnizate de către Universitatea din Minnesota Medical School. Notă: conținutul poate fi editat pentru stil și lungime.


Referința jurnalului:

  1. Benjamin T. Saunders, Jocelyn M. Richard, Elyssa B. Margolis, Patricia H. Janak. Neuronii dopaminici creează stimuli condiționați Pavlovian cu proprietăți motivaționale definite în circuit. Nature Neuroscience, 2018; 21 (8): 1072 DOI: 10.1038/s41593-018-0191-4