Marec 9, 2017
Miška se po zemljevidu znajde v obliki kemijske strukture molekule dopamina, kar odraža ugotovitve raziskave, da dopamin usmerja vedenjske odločitve. Zasluge: Salk Institute
Recimo, da v bifeju posežete po sadni skodelici, vendar v zadnji sekundi preklopite prestavo in namesto tega vzamete piškot. Čustveno je, da je vaša odločitev zapletena enolončnica krivde in zaspano pričakovanje. A fizično gre za preprost premik: namesto da bi se premikali levo, je roka šla desno. Takšne spremembe v sekundo zanimajo nevroznanstvenike, ker imajo pomembno vlogo pri boleznih, ki vključujejo težave z izbiro nekega dejanja, kot sta Parkinsonova bolezen in odvisnost od drog.
V marčni spletni objavi revije 9, 2017 Nevron, znanstveniki iz inštituta Salk poročajo, da je koncentracija možganske kemikalije imenovana dopamin odločitve o dejanjih ureja tako natančno, da merjenje ravni tik pred odločitvijo omogoča raziskovalcem natančno napovedovanje izida. Poleg tega so znanstveniki ugotovili, da sprememba ravni dopamina zadostuje za spremembo prihajajoče izbire. Delo lahko odpre nove poti za zdravljenje motenj tako v primerih, ko oseba ne more izbrati giba, ki bi ga sprožila, kot je Parkinsonova bolezen, kot tudi tistih, pri katerih nekdo ne more ustaviti ponavljajočih se dejanj, kot je obsesivno-kompulzivna motnja (OCD) ali zasvojenost z mamili.
"Ker ne moremo narediti več stvari hkrati, možgani nenehno sprejemajo odločitve o tem, kaj storiti naprej," pravi Xin Jin, docent v Salkovem laboratoriju za molekularno nevrobiologijo in starejši avtor prispevka. "V večini primerov naši možgani nadzorujejo te odločitve na višji ravni kot neposredni pogovori z določenimi mišicami, in to je tisto, kar moj laboratorij želi večinoma bolje razumeti."
Ko se odločimo za prostovoljno dejanje, kot je vezanje vezalk, zunanji del naših možganov (skorja) pošlje signal globlji strukturi, imenovani striatum, ki prejme dopamin za orkestriranje zaporedja dogodkov: upogibanje, prijemanje vezalke, vezanje vozlov. Nevrodegenerativne bolezni, kot je Parkinsonova, poškodujejo nevrone, ki sproščajo dopamin, in poslabšajo sposobnost osebe, da izvrši vrsto ukazov. Če na primer vprašate bolnike s Parkinsonovo boleznijo, da narišejo obliko črke V, bodo morda risali črto, ki se bo spustila čisto navzdol, ali črto, ki se bo dvignila. Imajo pa velike težave pri prehodu iz ene smeri v drugo in na prehodu preživijo veliko dlje. Preden lahko raziskovalci razvijejo ciljno usmerjene terapije za takšne bolezni, morajo natančno razumeti, kakšna je funkcija dopamina na temeljni nevrološki ravni v normalnih možganih.
Jinova ekipa je zasnovala študijo, v kateri so miši izbirale med pritiskom ene od dveh ročic, da so dobile sladko poslastico. Ročice so bile na desni in levi strani po meri izdelane komore, v sredini pa je bil razdeljevalec za poslastico. Ročice so se na začetku vsakega preizkusa umaknile iz komore in se po dveh sekundah ali osmih sekundah znova pojavile. Miši so hitro izvedele, da ko so se ročice spet pojavile po krajšem času, je pritisk na levo ročico dobil poslastico. Ko so se po daljšem času spet pojavili, je pritisk desne ročice privedel do poslastice. Tako sta obe strani predstavljali poenostavljeno dvosmerno situacijo za miši - prvotno so se premaknili na levo stran komore, če pa se vzvodi v določenem času niso znova pojavili, so se miši premaknile na desno stran o interni odločbi.
"Ta posebna zasnova nam omogoča, da postavimo edinstveno vprašanje o tem, kaj se dogaja v možganih med tem mentalnim in fizičnim preklopom z ene na drugo izbiro," pravi Hao Li, sodelavec Salk in soavtor tega prispevka.
Medtem ko so miši izvajale preskuse, so raziskovalci s pomočjo vgrajene elektrode, ki je bila bistveno tanjša od človeške dlake, s pomočjo vgrajene elektrode merili koncentracijo dopamina v možganih živali. Tehnika omogoča zelo natančno merjenje v časovnem merilu (v tej študiji je vzorčenje potekalo 10-krat na sekundo) in zato lahko kaže na hitre spremembe v možganski kemiji. Rezultati voltametrije so pokazali, da so nihanja ravni dopamina v možganih tesno povezana z odločitvijo živali. Znanstveniki so dejansko lahko natančno napovedali prihajajočo izbiro vzvoda živali samo na podlagi koncentracije dopamina.
Zanimivo je, da so se druge miši, ki so se zdravile s pritiskom na katero koli ročico (tako je bil odstranjen element, ki je bil izbran), povišale dopamin, ko so začeli preskusi, vendar so v nasprotju s tem njihove ravni ves čas ostale nad izhodiščem (niso nihale pod izhodiščem), kar kaže na razvoj dopamina, ko gre za izbiro.
"Te ugotovitve so zelo navdušene, ker kažejo, da bi lahko dopamin sodeloval tudi pri sprejemanju odločitev, poleg svoje znane vloge pri učenju," dodaja soavtor tega prispevka Christopher Howard, sodelavec pri raziskavi Salk.
Da bi preverili, ali je raven dopamina povzročila spremembo izbire in ne samo, da bi bila z njo povezana, je skupina uporabila genski inženiring in molekularna orodja - vključno z aktiviranjem ali zaviranjem nevronov s svetlobo v tehniki, imenovani optogenetika - za dejansko manipulacijo ravni dopamina v možganih živali. čas. Ugotovili so, da so lahko dvosmerno preusmerili miši z ene ročice na drugo s povečanjem ali zniževanjem ravni dopamina.
Jin pravi, da ti rezultati kažejo, da so dinamične spremembe ravni dopamina povezane s stalnim izbiranjem ukrepov. "Mislimo, da bi ljudje lahko bolje obvladovali svoje vedenje, če bi lahko obnovili ustrezno dinamiko dopamina - pri Parkinsonovi bolezni, OCD in odvisnosti od drog. To je pomemben korak pri razumevanju, kako to doseči. "
Preberite več na: https://medicalxpress.com/news/2017-03-hard-choices-brain-dopamine.html#jCp
;
