เซลล์โดปามีนสร้างแรงกระตุ้นปรับอากาศแบบพาฟโลวี่ด้วยคุณสมบัติของแรงจูงใจที่กำหนดโดยวงจร

Nat Neurosci 2018 ส.ค. ; 21 (8): 1072-1083 ดอย: 10.1038 / s41593-018-0191-4 Epub 2018 Jul 23

แซนเดอร์บีที1,2,3, Richard JM4,5,6, Margolis EB7, Janak PH8,9,10.

นามธรรม

ตัวชี้นำสิ่งแวดล้อมผ่านการเรียนรู้ของ Pavlovian กลายเป็นสิ่งเร้าที่นำสัตว์ไปสู่การได้รับรางวัล (ตัวอย่างเช่นอาหาร) ที่จำเป็นต่อการอยู่รอด เราทดสอบบทบาทพื้นฐานของเซลล์ประสาทโดปามีนในสมองส่วนกลางในการให้คำทำนายและสร้างแรงบันดาลใจในการชี้นำโดยไม่ขึ้นอยู่กับผลตอบแทนภายนอก เราพบว่าการกระตุ้นด้วยแสงแบบออพโฟนิกส์ของเซลล์โดปามีนโดยย่อเมื่อนำเสนอในการเชื่อมโยงทางอารมณ์กับความหมายทางประสาทสัมผัสที่ไม่เพียงพอก็เพียงพอที่จะทำให้ตัวอย่างสัญญาณเหล่านั้นเป็นตัวกระตุ้นแบบปรับเงื่อนไข โดยเฉพาะอย่างยิ่งเราระบุฟังก์ชันที่มีการแยกส่วนอย่างมากสำหรับโดปามีนเซลล์ประสาทย่อยที่ยื่นออกไปยังพื้นที่ต่าง ๆ ของ striatum เผยให้เห็นระบบโดปามีนที่แยกตัวไม่ออกสำหรับการสร้างค่าแรงจูงใจ ผลการวิจัยของเราระบุว่าโดปามีนเซลล์ประสาทสร้างการปรับสภาพพาฟโลเวียผ่านการทำงานที่แตกต่างกันสัญญาณสร้างแรงบันดาลใจเฉพาะวงจรเพื่อสร้างประตูและพฤติกรรมควบคุมคิวรูปร่าง

PMID: 30038277

PMCID: PMC6082399

ดอย:10.1038/s41593-018-0191-4


นักวิจัยศึกษาวิธีชี้นำพฤติกรรมของเรา

  • วันที่: สิงหาคม 2, 2018

เซลล์โดปามีนมีบทบาทในการทำให้ตัวชี้นำในสภาพแวดล้อมของเรามีคุณค่าหรือไม่? และถ้าเป็นเช่นนั้นเซลล์ประสาทโดปามีนกลุ่มต่าง ๆ ทำหน้าที่ต่างกันในกระบวนการนี้หรือไม่?

นี่คือคำถามที่นักวิจัยของโรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยมินนิโซตากำลังหาคำตอบ

งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน ประสาทธรรมชาติ โดยนักประสาทวิทยาโรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยมินนิโซตาเบนจามินแซนเดอร์สปริญญาเอกใช้แบบจำลองการปรับสภาพของ Pavlovian เพื่อดูว่าการเปิดไฟหรือเป็นสัญญาณง่ายๆก่อนที่เซลล์ประสาทโดปามีนจะเปิดใช้งานอาจกระตุ้นให้เกิดการกระทำได้หรือไม่ รูปแบบคลาสสิกของ Pavlov ผสมผสานเสียงระฆังเข้ากับการให้สเต็กแสนอร่อยแก่สุนัขซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะปรับสภาพให้สุนัขน้ำลายไหลเมื่อเสียงระฆังดังขึ้นโดยมีหรือไม่มีสเต็ก อย่างไรก็ตามในงานวิจัยนี้ไม่มีรางวัลที่เป็น“ ของจริง” เช่นอาหารหรือน้ำเพื่อให้นักวิจัยแยกการทำงานของการทำงานของเซลล์ประสาทโดปามีนได้

“ เราต้องการทราบว่าเซลล์ประสาทโดปามีนมีหน้าที่โดยตรงในการกำหนดคุณค่าให้กับสัญญาณแวดล้อมชั่วคราวเหล่านี้หรือไม่เช่นสัญญาณ” แซนเดอร์สผู้ทำการวิจัยบางส่วนของเขาในฐานะเพื่อนดุษฎีบัณฑิตในห้องปฏิบัติการของ Patricia Janak, PhD จาก Johns มหาวิทยาลัยฮอปกินส์

เซลล์ประสาทโดปามีนซึ่งเป็นเซลล์ในสมองที่เปิดทำงานเมื่อได้รับรางวัล นอกจากนี้ยังเป็นเซลล์ประสาทที่เสื่อมสภาพในโรคพาร์กินสัน

“ เราได้เรียนรู้ว่าเซลล์ประสาทโดปามีนเป็นวิธีหนึ่งที่สมองของเราให้ความหมายรอบตัวเรา” แซนเดอร์สกล่าว “ การทำงานของเซลล์ประสาทโดปามีนเพียงอย่างเดียวแม้ในกรณีที่ไม่มีอาหารยาหรือสารอื่น ๆ ที่ให้ผลตอบแทน แต่กำเนิดก็สามารถกระตุ้นคุณค่าทำให้พวกเขามีความสามารถในการกระตุ้นการกระทำ”

เพื่อตอบคำถามหลักที่สองนักวิจัยได้กำหนดเป้าหมายเฉพาะส่วนของเซลล์ประสาทโดปามีนซึ่งอยู่ในนิโกรที่สำคัญ (SNc) และที่อยู่ในบริเวณหน้าท้อง (VTA) เซลล์ประสาททั้งสองประเภทนี้ได้รับการศึกษาในสาขาการวิจัยโรคที่แตกต่างกัน - เซลล์ประสาท SNc ในโรคพาร์คินสันและเซลล์ประสาท VTA ในการศึกษาการเสพติด

นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่าสัญญาณทำนายการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาททั้งสองชนิดกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองที่แตกต่างกันมากซึ่งการทำนายเซลล์ประสาท SNc นำไปสู่การตอบสนองแบบ "ลุกขึ้นและไป" ของการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วที่ได้รับการกระตุ้น อย่างไรก็ตามคิวที่คาดการณ์การกระตุ้นเซลล์ประสาท VTA ได้กลายเป็นสิ่งที่น่าดึงดูดในตัวมันเองโดยผลักดันให้เข้าใกล้ตำแหน่งของคิวเป็นประเภท“ ฉันจะไปไหนดี?” การตอบสนอง

“ ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นถึงบทบาทในการสร้างแรงบันดาลใจแบบคู่ขนานสำหรับเซลล์ประสาทโดปามีนในการตอบสนองต่อตัวชี้นำ ในสถานการณ์จริงแรงจูงใจทั้งสองรูปแบบมีความสำคัญมาก” แซนเดอร์สกล่าว “ คุณต้องมีแรงจูงใจที่จะเคลื่อนไหวและประพฤติตัวและคุณต้องมีแรงจูงใจที่จะไปยังสถานที่เฉพาะของสิ่งที่คุณต้องการและต้องการ”

ผลลัพธ์เหล่านี้ให้ความเข้าใจที่สำคัญเกี่ยวกับการทำงานของเซลล์ประสาทโดปามีนที่เกี่ยวข้องกับแรงจูงใจที่เกิดจากการชี้นำสิ่งแวดล้อม และงานนี้ก่อให้เกิดความเข้าใจในการกำเริบของโรคสำหรับผู้ที่ติดยาเสพติด

“ ถ้าไม้คิว - ป้ายตรอกซอยบาร์โปรดรับคุณค่าที่สร้างแรงบันดาลใจอันทรงพลังนี้พวกเขาจะยากที่จะต้านทานสิ่งกระตุ้นให้อาการกำเริบของโรค” แซนเดอร์สกล่าว “ เรารู้ว่าโดปามีนมีส่วนเกี่ยวข้อง แต่เป้าหมายสำคัญสำหรับการศึกษาในอนาคตคือการทำความเข้าใจว่าแรงจูงใจที่กระตุ้นให้เกิดการกระตุ้นตามปกติและดีต่อสุขภาพแตกต่างจากแรงจูงใจที่ผิดปกติที่เกิดขึ้นในมนุษย์ที่ติดยาเสพติดและโรคที่เกี่ยวข้องอย่างไร

ที่มาของเรื่อง

วัสดุ ให้บริการโดย โรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยมินนิโซตา. หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


การอ้างอิงวารสาร:

  1. Benjamin T. Saunders, Jocelyn M. Richard, Elyssa B. Margolis, Patricia H. Janak เซลล์โดปามีนสร้างแรงกระตุ้นปรับอากาศแบบพาฟโลวี่ด้วยคุณสมบัติของแรงจูงใจที่กำหนดโดยวงจร. ประสาทธรรมชาติ, 2018; 21 (8): 1072 DOI: 10.1038/s41593-018-0191-4