Neurotransmiter dopamín vykonáva svoju prácu formou nevedomého učenia
Autor: Kelly Crowe, CBC News
Napísal: Jan 2, 2013 10: 33 AM ET
Neuroveda je nová čierna, pokiaľ ide o módu vo vedeckom výskume.
"Gén bol ústredným problémom v biológii v 20. storočí," uviedol v nedávnom rozhovore v Toronte laureát Nobelovej ceny Dr. Eric Kandel, neurovedec z Kolumbijskej univerzity. "Myseľ je základným problémom biológie v 21. storočí."
"A určite, ak si myslíte o následkoch na verejné zdravie, chorobách, bolesti, schizofrénii, depresii, maniodepresívnej poruche, posttraumatickej stresovej poruche, Boh vie čo, toľko utrpenia ľudstva pochádza z psychiatrických a neurologických porúch," dodal Kandel.
V 1960. rokoch, keď Kandel začal svoju prácu nositeľku Nobelovej ceny hľadať biologický zdroj pamäti, bola neurológia osamelým poľom. "To mnohých biológov nezaujímalo." Anatómia sa považovala za nudnú a elektrofyziológia bola príliš technicky komplikovaná na to, aby jej väčšina vedcov musela venovať pozornosť, “uviedol.
Richard Beninger je behaviorálny neurológ na Queen's University, ktorý pripomína, že ako študent študoval mozog ako zbierku častí. "Mohli ste vidieť bielu a tmavú hmotu a veľa jemných detailov, až po úroveň neurónov, ale bola to celá morfológia, štruktúra," povedal.
"Všetko sa to však zmenilo, akonáhle vedci začali chápať chemické dráhy v mozgu." Tvaroslovie stále existuje, ale teraz vieme, čo sú to vysielacie systémy. Takže máme úplne nový mozog, s ktorým môžeme pracovať len za posledných 40 rokov, “uviedol Beninger.
Dnešná technológia umožňuje vedcom vložiť živých ľudí dýchajúcich do prístroja na zobrazovanie magnetickou rezonanciou, povedať im, aby nad niečím premýšľali, a sledovať, ako sa biologické stopy myslenia objavujú a miznú v farebných dávkach meraných zmenami v hladinách kyslíka v krvi. Znamená to, že vedci môžu teraz skúmať nervovú krajinu v reálnom čase a mapovať kognitívne sily, ktoré formovali náš druh od našich prvých dní.
Pri výskume tejto neurálnej krajiny zázrakov vedci skúmajú samotnú podstatu toho, čo nás robí ľuďmi. Je to, akoby dvíhali ľudstvo a narábali s káblami, aby zistili, ako to, čo nás núti robiť to, čo robíme. A objavujú, že tajomstvo všetkého, čo robíme, myslíme alebo cítime, je v tom elektroinštalácii, neustále sa meniacej sieti neurónových spojení vytvorených evolúciou a vystrelených elektrickými a chemickými interakciami.
Myseľ je zásadným problémom pre biológiu v 21st storočí, hovorí nositeľ Nobelovej ceny Dr. Eric Kandel. (Lucas Jackson / Reuters)Doktor Kandel to označuje za najkomplexnejšiu organizačnú štruktúru vo vesmíre. "Takže to ani zďaleka nerozumieme úplne, veľmi ďaleko, ale začiatok bol dosť dramatický," hovorí.
"Je to určite mimoriadne, celá naša životná skúsenosť, všetky naše mentálne zážitky, ak sú všetky výsledkom činnosti chémie v našom mozgu, činnosti neurotransmiterov a neurocircuitov, je to úžasné," uviedol Beninger.
Dopamínový kľúč k správaniu
Pre Beningera je dopamín najfascinujúcejší neurotransmiter, ktorý nám umožňuje komunikovať s našim prostredím a posielať nás hľadať veci, ktoré potrebujeme na prežitie. „Niečo, čo je biologicky cenné, jedlo, napríklad voda, sexuálny partner, sociálny spoločník, sociálna spolupráca, to sú veci, ktoré aktivujú dopamínový systém,“ hovorí.
"Tieto systémy sú starodávne, viete, ovocné mušky majú podobné systémy a červy," hovorí. "Nachádzajú sa v rybách a všetkých stavovcoch, sú veľmi staré, tieto dopamínové neuróny," povedal Beninger.
Čo znamená, že rovnaké chemické impulzy, ktoré vedú ovocnú mušku k ponoreniu do pohára na víno, vás tiež nútia natiahnuť fľašu a naliať druhú pohárik.
"Keď sa aktivujú dopamínové neuróny, čokoľvek, s čím sa v tom čase stretnete, získa silnejšiu schopnosť prilákať v budúcnosti," hovorí Beninger. "Takže pre zviera v prírode, stimuly súvisiace s jedlom, veci, ktoré signalizujú jedlo, ako konkrétne miesto, konkrétny objekt, potom získajú schopnosť zviera nakresliť v budúcnosti."
Keď niektorí zraniteľní ľudia jedia jedlá nabité cukrom, soľou a tukom, prejavujú sa správaním podobným ako u iných závislých, hovorí Caroline Davis. (CBC)Dopamín robí svoju prácu formou nevedomého učenia, pričom učí mozog rozpoznávať podnety prostredia, zameriava zvuky, vône, pocity, ktoré vedú späť k veci, ktorá najskôr nadchla cestu odmeny, aj keď je táto „vec“ nebezpečná. "Takže drogy, ktoré ľudia zneužívajú, všetky aktivujú dopamínový systém," vysvetľuje Beninger.
Vedci čoraz viac tiež veria, že jedlo môže uniesť systém odmeňovania mozgu. Na York University profesorka Caroline Davis študuje biologický základ závislosti na jedle. Hovorí, že systém odmien v mozgu môže byť obzvlášť citlivý na vysoko spracované potraviny s kombináciami solí, cukru, tukov a chutí, ktoré sa v prírode nenachádzajú.
Mozgová a potravinová závislosť
"Pretože sú také chutné, máme tendenciu ich jesť veľa a dodávajú nám väčšiu dávku dopamínu ako brokolica," povedal Davis. „Veciam nabitým cukrom a tukom, soľou, v kombinácii je veľmi, veľmi ťažké odolať a existujú dôkazy, že ak budete jesť dostatok týchto jedál, u niektorých zraniteľných ľudí sa budú chovať veľmi podobne ako správanie, ktoré vidíme u iných závislých. “
Keď dostanú laboratórne potkany prístup k sladkému jedlu, prejdú na seba a po odobraní cukru preukážu fyzické systémy odobratia, ktoré sa podobajú stiahnutiu zvieraťa z heroínu. Výskum ukázal, že dopamín je jednou z dráh aktivovaných u týchto myší závislých od cukru.
Potkan v laboratóriu Richarda Beningera zostáva nehybný, keď mu vedci dajú liek, ktorý blokuje dopamínovú reakciu. (So súhlasom Richarda Beningera)Caroline Davis objavila u ľudí závislých na potravinách dopamínovú väzbu, genetický profil, ktorý je spojený so silnejšou dopamínovou signalizáciou, a verí, že tieto gény môžu u niektorých ľudí zvýšiť náchylnosť na dopamínové signály.
„Naše údaje naznačujú, že ľudia, ktorí majú tendenciu byť veľmi citliví na odmeňovanie, môžu byť v tomto prostredí pre nich ťažšie. V inej ére by to bolo dosť adaptívne, pretože by im jedlo veľmi chutilo a boli by to oni, ktorí by sa zbalili na kilách a prežili dlhšie. Ale v tomto prostredí to nefunguje tak dobre. “
Dopamín súvisí s motiváciou
Späť na Queen's University v Kingstone v Ontone sleduje Richard Beninger sériu videí laboratórnych potkanov na bradovej tyči, ktoré zachytili jeho študenti. Keď sa na barlu položí normálna krysa, okamžite spadne. Ale niečo úžasné sa stane, keď vedci dajú zvieraťu drogu, ktorá blokuje dopamínové receptory. Teraz zostáva potkan na brade hore, dlhšie a dlhšie po každej dávke.
"Zviera tam bude len sedieť, ak je ich dopamín zablokovaný." Nejde o to, že sa nemôžu hýbať, len nie sú motivovaní sa hýbať, “uviedol Beninger. "Zdá sa, že potrebuješ dopamín, aby si sa zapojil do životného prostredia."
"Stále sa snažím pochopiť dôsledky tohto stavu, katalepsie," uviedol. Ale nazýva to vzrušujúcim zistením. "Myslím, že v tomto fenoméne sú nejaké nové, cenné informácie."
„Myslím si, že podnety, ktoré sú okolo nás, veci, s ktorými dennodenne komunikujeme, všetko, na čo sme schopní odpovedať, zachytiť ich a zvládnuť, čo si vyžaduje určitú hladinu dopamínu. A ak sme opakovane vystavení stimulom so zníženým dopamínom, stratíme schopnosť reagovať na tieto konkrétne stimuly. Zdá sa, že dopamín vám dáva dôvod hýbať sa, dostať sa z baru, konať na podnety a bez toho nemáte záujem reagovať na podnety alebo prostredie. “
Beninger hovorí, že to pripomína prerušenie pohybu u ľudí s Parkinsonovou chorobou, ktoré je spojené so zníženou dopamínovou aktivitou, čo tiež študuje vo svojom laboratóriu.
Úloha dopamínu vo vzťahoch
Beninger tiež skúma, ako dopamín formuje naše vzťahy. Zdá sa, že keď je k nám niekto milý, náš dopamín nás k tomu pritiahne.
"Takže keď spolupracujem s niekým iným a oni spolupracujú so mnou, táto osoba, ktorá je zastúpením v mojom mozgu, pôsobením dopamínu, získa zvýšenú schopnosť priťahovať ma v budúcnosti," hovorí Beninger. "Takže dopamín formuje našu sociálnu krajinu."
Myslím si, že je to absolútny zázrak, môžete sa čudovať viac, keď sa začnete dozvedieť viac o chemickej neuroanatómii mozgu, “hovorí Beninger. "Všetko to spolu vytvára moju duševnú skúsenosť, celý môj život." Je to absolútny zázrak. “
Ak pochopia neurochémiu chémie mozgu, budú sa domnievať, že budú schopní ponúknuť terapie na boj proti duševným chorobám a na zlepšenie celej ľudskej skúsenosti. Eric Kandel hovorí, že objavy sú nevyhnutné, čiastočne preto, že v tejto oblasti je teraz toľko vedcov.
"Keď som bol študentom medicíny, chcel som si zvoliť voliteľné predmety z oblasti vedy o mozgových bunkách, ale v New York City bolo iba jedno laboratórium, ktoré malo dobrého človeka, s ktorým by som mohol pracovať." Bolo to neslýchané. Teraz idete na ulicu a každý ďalší človek, ktorého stretnete, robí mozgové vedy. “
„Prvýkrát som pracoval v laboratóriu v roku 1955. Do roku 1969 sa v Severnej Amerike vytvorila spoločnosť s názvom Spoločnosť neurovied a mala 600 členov. Teraz má 35,000 XNUMX členov. Počet ľudí, ktorí teraz pracujú v odbore mozgová veda, enormne vzrástol. Je to preč od tajomnej disciplíny. Teraz je to jedna z najvzrušujúcejších, ak nie najvzrušujúcejšia oblasť v biológii. “
Toto je časť druhá zo štvordielnej série s názvom Inside Your Brain na filmoch The National, World at Six a CBC.ca od spoločnosti CBC, ktorá skúma, ako moderná neurológia mení spôsob, akým myslíme. V tretej časti Kelly Crowe zistí, že náš mozog je vysoko aktívny, aj keď ich vnímame ako nečinné a nečinný mozog môže byť kľúčom k vedomiu. Výskum tejto série bol financovaný žurnalistickou cenou Canadian Institutes of Health Research.
;
