Studien visar hur "kärlekshormon" spårar medförbarhet | Robert Malenka, MD, PhD
Varför är det så kul att umgås med våra vänner? Varför är vissa människor så sällskapliga medan andra är loners eller till synes helt allergiska mot interaktioner med andra?
En ny studie hos möss av forskare på Stanford University School of Medicine börjar ge ett svar, identifiera platser och processer i hjärnan som främjar socialisering genom att ge glada känslor när det inträffar. Resultaten pekar på potentiella sätt att hjälpa människor, som de med autism eller schizofreni, som kan vara smärtsamt avskräckta för att socialisera.
Studien, som publicerades september 29 i Vetenskap, detaljer rollen av ett ämne som heter oxytocin för att främja och bibehålla sociability. Seniorförfattaren är Robert Malenka, MD, PhD, professor och associerad ordförande i psykiatri och beteendevetenskap. Huvudförfattaren är tidigare doktorand Lin Hung, doktorand.
"Vår studie avslöjar nyheter om hjärnkretsarna bakom social belöning, den positiva erfarenheten du ofta får när du går in i en gammal vän eller träffar någon du gillar", säger Malenka, som har fokuserat mycket på sin forskning om en samling av interagerande nervbanor i hjärnan gemensamt känd som belöningskretsarna.
"Lönekretsarna är avgörande för vår överlevnad eftersom det belönar oss för att göra saker som under vår evolutionära historia tenderat att förbättra vår överlevnad, vår reproduktion och överlevnaden av våra resulterande avkommor", säger Malenka, som innehar Nancy Friend Pritzker Professorn i psykiatrin och beteendevetenskaper. "Det berättar för oss vad som är bra genom att få oss att må bra. När du är hungrig smakar maten bra. När du är törstig är vattnet uppfriskande. Sex är bra ganska mycket för det mesta. Att hänga med dina vänner ger också en överlevnadsfördel genom att minska dina chanser att bli ätit av rovdjur, öka dina chanser att hitta en kompis och kanske hjälpa dig att lära dig hur mat och vatten är. "
Belöningssystemet konserveras över evolutionen
Eftersom belöningssystemet är så kritiskt är det noga konserverat över evolutionen och fungerar i många avseenden på samma sätt som hos människor, vilket gör muse bra experimentella modeller för att studera det.
Längst bort är den viktigaste delen av hjärnans belöningskrets, sade Malenka, en nervkanal som löper från en struktur djup i hjärnan som kallas det ventrala tegmentala området till en midbrainstruktur som kallas kärnan accumbens. Det ventrala tegmentala området innehåller ett kluster av nervceller, eller neuroner, vars prognoser mot kärnan accumbens utsöndrar en substans som kallas dopamin, vilket förändrar neuronaktiviteten i denna region. Dopaminfrisättning i kärnan accumbens kan producera en våg av nöje, säger hjärnan att händelsen pågår är till hjälp för överlevnad. Dopaminfrisättning i denna region, och efterföljande förändringar i aktivitet där och i nedströms neuroner, primerar också hjärnan för att komma ihåg de händelser och beteenden som leder till kemikaliens frigöring.
Det här området, som är känt för att förstärka överlevnadsförbättrande beteenden som att äta, dricka och para ihop, har blivit infamously implicerad i vår sårbarhet mot narkotikamissbruk - ett överlevnadshotande resultat som uppstår till följd av drogernas förmåga att otillbörligt stimulera dopaminsekretion i kanalen. Men att förstå exakt hur och under vilka naturliga förhållanden avfyrningen av dess dopamin-utsöndrande nerver blir avstängd är ett pågående arbete.
Tidigare arbete har specifikt medfört dopaminfrisättning i kärnan accumbens i socialt beteende. "Så vi visste att belöningskretsar spelar en roll i sociala interaktioner", sa Malenka. "Vad vi fortfarande inte visste - men nu gör vi - var: Hur kommer detta ökade dopaminfrisättning under social interaktion?"
"Kärlekhormon" drar strängarna
Det visar sig att en annan kemikalie - oxytocin - drar strängarna.
Oxytocin kallas ibland "kärlekshormon" eftersom det är tänkt att vara involverat i att bli kär, mamma-barns bonding och sexuell upphetsning hos kvinnor, samt livstidsparring av sexkompisar bland vissa arter. Den främsta källan till oxytocin i hjärnan är den paraventrikulära kärnan, som ligger i en djup hjärnstruktur som kallas hypothalamus som fungerar som en mångfaldig huvudregulator av kroppstemperatur, hunger, törst, sömn, känslomässiga reaktioner och mer.
Med så mycket hat och ilska i världen, vad kan eventuellt vara viktigare än att förstå mekanismerna i hjärnan som får oss att vara vänliga med andra människor?
Forskning under de senaste 20-40-åren har föreslagit att oxytocin spelar en roll för att främja inte bara sexuellt eller vårdande beteende, men också sociability. En 2013 studie medförfattare av Malenka visade att oxytocin var väsentligt för att förstärka vänskapligt socialt beteende hos möss. Men hur det inträffade var oklart, eftersom paraventrikulärkärnan skickar oxytocin-sprutande nervbanor till många områden i hela hjärnan.
Så Malenka och hans kollegor utformade experiment för att spika ner oxytocins roll i socialt beteende. De bekräftade att en kanal som löper från den paraventrikulära kärnan till det ventrala tegmentala området bär oxytocin. De visade för första gången den aktiviteten i oxytocin-utsöndrande neuronerna i detta område som hoppades under mössens sociala interaktioner och att denna neuronaktivitet krävdes för deras normala sociala beteende. Att störa denna aktivitet inhiberade sociability men försämrade inte musens rörelse eller aptit för roliga droger, till exempel kokain.
Forskarna visade att oxytocin utsöndrat i det ventrala tegmentala området med neuroner med ursprung i den paraventrikulära kärnan främjar sociability genom att binda till receptorer på de dopamin-utsöndrande neuronerna som komponerar området som går från det ventrala tegmentala området till kärnan accumbens, vilket förstärker avfyrningen av belöningskretsen.
Resultaten borde hjälpa translationella forskare att utveckla mediciner för individer med neurologiska störningar, som autism, depression och schizofreni, vars tillstånd komprometterar deras förmåga att uppleva glädje att koppla med andra människor, sade Malenka.
Men han uttryckte också en önskan om mer omfattande tillämpningar av forskningen. "Med så mycket hat och ilska i världen", sade han, "vad kan möjligen vara viktigare än att förstå mekanismerna i hjärnan som gör att vi vill vara vänliga med andra människor?"
Malenka är biträdande chef för Stanford Neurosciences Institute och en medlem av Stanford Bio-X, ett tvärvetenskapligt biovetenskap institut.
Andra av Stanfords medförfattare är postdoktorand Jai Polepalli, PhD, och Jessica Walsh, PhD; tidigare doktorand Gul Dolen, MD, PhD; besökande medicinsk student Sophie Neuner, nu tillbaka i Tyskland; instruktör av psykiatri och beteendevetenskap Kevin Beier, PhD; instruktör av allmän psykiatri och psykologi Matthew Wright, MD, PhD; Karl Deisseroth, MD, doktor, professor i bioengineering och psykiatri och beteendevetenskap; och professor i biologi Liqun Luo, Doktorand.
Studien finansierades av Simons Foundation Autism Research Initiative, Harwell Foundation, Kinship Foundation och Klingenstein-Simons Foundation.
Stanfords avdelning för psykiatri och beteendevetenskaper stödde också arbetet.
;
