(L) ระบบโบราณในสมองกระตุ้นความอยากของมนุษย์ (2013)

โดปามีนสารสื่อประสาททำงานผ่านการเรียนรู้แบบไร้สติ

โพสต์เมื่อ: วันจันทร์ที่ 2, 2013 10: 33 AM ET

ประสาทวิทยาเป็นสีดำใหม่เมื่อมันมาถึงแฟชั่นในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

“ ยีนเป็นประเด็นสำคัญในชีววิทยาในศตวรรษที่ 20” ดร. อีริคแคนเดลผู้ได้รับรางวัลโนเบลนักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าวในการให้สัมภาษณ์ที่โตรอนโตเมื่อเร็ว ๆ นี้ “ จิตใจเป็นประเด็นสำคัญสำหรับชีววิทยาในศตวรรษที่ 21”

“ และแน่นอนว่าถ้าคุณคิดถึงผลกระทบด้านสาธารณสุขเช่นโรคความเจ็บปวดโรคจิตเภทโรคซึมเศร้าโรคซึมเศร้าโรคเครียดหลังบาดแผลพระเจ้าทรงทราบดีว่าความทุกข์ยากมากมายของมนุษยชาติมาจากความผิดปกติทางจิตเวชและระบบประสาท” Kandel กล่าวเสริม

ย้อนกลับไปในปี 1960 เมื่อ Kandel เริ่มงานที่ได้รับรางวัลโนเบลเพื่อค้นหาแหล่งความทรงจำทางชีววิทยาประสาทวิทยาศาสตร์เป็นพื้นที่ที่โดดเดี่ยว “ มันไม่ได้สนใจนักชีววิทยามากนัก กายวิภาคศาสตร์ถือเป็นเรื่องน่าเบื่อและ electrophysiology มีความซับซ้อนทางเทคนิคเกินกว่าที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่จะให้ความสนใจ” เขากล่าว

Richard Beninger เป็นนักประสาทวิทยาด้านพฤติกรรมที่ Queen's University ซึ่งเล่าว่าสมัยเป็นนักเรียนเขาศึกษาสมองเป็นส่วนต่างๆ “ คุณสามารถเห็นสสารสีขาวและสสารมืดและรายละเอียดมากมายลงไปถึงระดับเซลล์ประสาท แต่มันเป็นลักษณะทางสัณฐานวิทยาโครงสร้างทั้งหมด” เขากล่าว

“ แต่ทั้งหมดนั้นเปลี่ยนไปเมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจเส้นทางเคมีในสมอง สัณฐานยังอยู่ แต่ตอนนี้เรารู้แล้วว่าระบบเครื่องส่งคืออะไร ดังนั้นเราจึงมีสมองใหม่ทั้งหมดในช่วง 40 ปีที่ผ่านมาเท่านั้นที่จะทำงานด้วย” Beninger กล่าว

เทคโนโลยีในปัจจุบันช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถนำมนุษย์ที่มีชีวิตหายใจเข้าไปในเครื่องถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กบอกให้พวกเขาคิดถึงบางสิ่งและเฝ้าดูร่องรอยทางชีววิทยาของความคิดปรากฏขึ้นและหายไปในการระเบิดที่มีสีสันซึ่งวัดได้จากการเปลี่ยนแปลงของระดับออกซิเจนในเลือด หมายความว่าตอนนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจภูมิทัศน์ของระบบประสาทได้แบบเรียลไทม์และสร้างแผนภูมิของพลังความรู้ความเข้าใจที่หล่อหลอมสายพันธุ์ของเราตั้งแต่ยุคแรก ๆ

ในขณะที่พวกเขาสำรวจดินแดนมหัศจรรย์ทางประสาทนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบแก่นแท้ของสิ่งที่ทำให้เราเป็นมนุษย์ ราวกับว่าพวกเขากำลังยกฝากระโปรงของมนุษยชาติและแก้ไขการเดินสายเพื่อค้นหาว่าอะไรทำให้เราทำในสิ่งที่เราทำ และพวกเขากำลังค้นพบว่าความลับของทุกสิ่งที่เราทำคิดหรือรู้สึกอยู่ในการเดินสายนั้นเครือข่ายการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาซึ่งเกิดจากวิวัฒนาการและเกิดจากปฏิกิริยาทางไฟฟ้าและเคมี

จิตใจเป็นประเด็นสำคัญสำหรับชีววิทยาในศตวรรษที่ 21st โนเบลผู้ได้รับรางวัลดร. เอริคแคนเดอร์กล่าวจิตใจเป็นประเด็นสำคัญสำหรับชีววิทยาในศตวรรษที่ 21st โนเบลผู้ได้รับรางวัลดร. เอริคแคนเดอร์กล่าว (Lucas Jackson / Reuters)ดร. แคนเดลเรียกมันว่าโครงสร้างองค์กรที่ซับซ้อนที่สุดในจักรวาล “ เรายังห่างไกลจากความเข้าใจอย่างถ่องแท้จนถึงตอนนี้ แต่จุดเริ่มต้นนั้นค่อนข้างน่าทึ่ง” เขากล่าว

“ มันเป็นประสบการณ์ที่ไม่ธรรมดาอย่างแน่นอนประสบการณ์ชีวิตทั้งหมดของเราประสบการณ์ทางจิตทั้งหมดของเราหากทั้งหมดนี้เป็นผลมาจากกิจกรรมของเคมีในสมองของเราการทำงานของสารสื่อประสาทและวงจรประสาทมันน่าทึ่งมาก” Beninger กล่าว

ปุ่มโดปามีนต่อพฤติกรรม

สำหรับ Beninger โดปามีนเป็นสารสื่อประสาทที่น่าสนใจที่สุดซึ่งช่วยให้เราสามารถโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมของเราส่งให้เราค้นหาสิ่งที่เราต้องการเพื่อความอยู่รอด “ สิ่งที่มีคุณค่าทางชีวภาพอาหารเช่นน้ำคู่นอนเพื่อนทางสังคมความร่วมมือทางสังคมสิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่กระตุ้นระบบโดพามีน” เขากล่าว

“ ระบบเหล่านี้มีมา แต่โบราณคุณรู้ไหมว่าแมลงวันผลไม้มีระบบที่คล้ายกันและมีหนอน” เขากล่าว “ พวกมันพบได้ในปลาและสัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดพวกมันมีอายุมากเซลล์ประสาทโดพามีนเหล่านี้” เบนิงเกอร์กล่าว

ซึ่งหมายความว่าแรงกระตุ้นทางเคมีแบบเดียวกับที่นำแมลงวันผลไม้ไปดำน้ำในแก้วไวน์ของคุณก็ทำให้คุณไปถึงขวดแล้วเทแก้วที่สองนั้นลงไป

“ เมื่อเซลล์ประสาทโดปามีนถูกกระตุ้นไม่ว่าสิ่งใดก็ตามที่พบในเวลานั้นจะมีความสามารถในการดึงดูดที่แข็งแกร่งขึ้นในอนาคต” Beninger กล่าว “ ดังนั้นสำหรับสัตว์ในป่าสิ่งเร้าที่เกี่ยวข้องกับอาหารสิ่งที่ส่งสัญญาณถึงอาหารเช่นสถานที่หนึ่ง ๆ วัตถุเฉพาะจากนั้นจะได้รับความสามารถในการวาดรูปสัตว์ในอนาคต”

เมื่อคนที่อ่อนแอบางคนกินอาหารที่มีน้ำตาลเกลือและไขมันพวกเขาแสดงพฤติกรรมที่คล้ายกับผู้ติดยาเสพติดคนอื่น Caroline Davis กล่าวเมื่อคนที่มีความเสี่ยงบางคนกินอาหารที่เต็มไปด้วยน้ำตาลเกลือและไขมันพวกเขาจะแสดงพฤติกรรมที่คล้ายกับคนติดยาอื่น ๆ แคโรไลน์เดวิสกล่าว (CBC)โดปามีนทำงานผ่านรูปแบบของการเรียนรู้โดยไม่รู้ตัวโดยสอนให้สมองรับรู้ถึงสัญญาณแวดล้อมเสียงสถานที่ท่องเที่ยวกลิ่นความรู้สึกที่นำกลับไปสู่สิ่งที่ทำให้ตื่นเต้นกับเส้นทางการให้รางวัลเป็นครั้งแรกแม้ว่า 'สิ่งนั้น' จะเป็นอันตรายก็ตาม “ ดังนั้นยาเสพติดที่ถูกทำร้ายโดยผู้คนทั้งหมดนี้กระตุ้นระบบโดพามีน” Beninger อธิบาย

นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นยังเชื่อว่าอาหารสามารถขัดขวางระบบการให้รางวัลของสมองได้ ที่มหาวิทยาลัยยอร์กศาสตราจารย์แคโรไลน์เดวิสกำลังศึกษาพื้นฐานทางชีววิทยาของการติดอาหาร เธอกล่าวว่าระบบการให้รางวัลของสมองมีความไวเป็นพิเศษกับอาหารที่มีการแปรรูปสูงซึ่งมีส่วนผสมของเกลือน้ำตาลไขมันและรสชาติที่หาไม่ได้จากธรรมชาติ

ช่วยบำรุงสมองและอาหาร

“ เนื่องจากพวกมันถูกปากเราจึงมักจะกินพวกมันเป็นจำนวนมากและพวกมันให้โดพามีนเพิ่มขึ้นมากกว่าบรอกโคลี” เดวิสกล่าว “ สิ่งที่เต็มไปด้วยน้ำตาลเต็มไปด้วยไขมันเกลือเมื่อรวมกันแล้วพวกมันยากมากที่จะต้านทานและมีหลักฐานว่าถ้าคุณกินอาหารเหล่านี้เพียงพอในคนที่อ่อนแอบางคนพวกเขาจะแสดงพฤติกรรมที่คล้ายกับ พฤติกรรมที่เราเห็นในผู้ติดยาอื่น ๆ ”

เมื่อหนูทดลองได้รับอาหารหวานพวกมันจะดื่มสุราและเมื่อน้ำตาลถูกนำออกไปพวกมันจะแสดงระบบการถอนตัวที่คล้ายกับการถอนตัวของสัตว์จากเฮโรอีน การวิจัยแสดงให้เห็นว่าโดปามีนเป็นหนึ่งในเส้นทางที่กระตุ้นในหนูที่ติดน้ำตาลเหล่านี้

หนูในห้องทดลองของ Richard Beninger ยังคงอยู่เมื่อนักวิจัยให้ยาที่ยับยั้งการตอบสนองโดปามีน (ความอนุเคราะห์ Richard Beninger)หนูในห้องทดลองของ Richard Beninger ยังคงนิ่งอยู่เมื่อนักวิจัยให้ยาที่สกัดกั้นการตอบสนองของโดพามีน (มารยาท Richard Beninger)แคโรไลน์เดวิสได้ค้นพบการเชื่อมโยงของโดปามีนในมนุษย์ที่ติดอาหารซึ่งเป็นข้อมูลทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณโดปามีนที่แรงขึ้นและเธอเชื่อว่ายีนเหล่านี้อาจทำให้บางคนเสี่ยงต่อการชี้นำของโดปามีน

“ คนที่มักจะอ่อนไหวต่อรางวัลมากข้อมูลของเราชี้ให้เห็นว่าในสภาพแวดล้อมนี้อาจจะยากกว่าสำหรับพวกเขา ในอีกยุคหนึ่งมันจะค่อนข้างปรับตัวได้เพราะพวกเขาจะได้รับความสุขอย่างมากจากอาหารและพวกเขาจะเป็นคนที่ต้องใช้เงินปอนด์และอยู่รอดได้นานขึ้น แต่มันไม่ได้ผลดีนักในสภาพแวดล้อมนี้”

โดปามีนที่เชื่อมโยงกับแรงจูงใจ

ย้อนกลับไปที่มหาวิทยาลัย Queen ในคิงส์ตันรัฐออนตัน Richard Beninger กำลังดูวิดีโอชุดของหนูทดลองบนแถบคางซึ่งถ่ายโดยนักเรียนของเขา เมื่อหนูธรรมดาวางอยู่บนบาร์มันจะลงทันที แต่สิ่งที่น่าอัศจรรย์เกิดขึ้นเมื่อนักวิจัยให้ยากับสัตว์ที่สกัดกั้นตัวรับโดปามีน ตอนนี้หนูอยู่บนแถบคางยาวขึ้นและนานขึ้นทุกครั้งหลังให้ยา

“ สัตว์จะนั่งเฉยๆถ้าโดพามีนถูกปิดกั้น ไม่ใช่ว่าพวกเขาขยับไม่ได้พวกเขาไม่มีแรงจูงใจที่จะเคลื่อนไหว” เบนิงเกอร์กล่าว “ ดูเหมือนว่าคุณต้องการโดพามีนเพื่อมีส่วนร่วมในสิ่งแวดล้อม”

“ ฉันยังคงดิ้นรนที่จะเข้าใจผลของเงื่อนไขนี้ 'catalepsy' เขากล่าว แต่เขาเรียกมันว่าเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้น “ ฉันคิดว่ามีข้อมูลใหม่ที่มีค่าในปรากฏการณ์นี้”

“ ฉันคิดว่าตัวชี้นำที่อยู่รอบตัวเราสิ่งที่เราโต้ตอบในแต่ละวันสิ่งที่เราสามารถตอบสนองรับและจัดการได้ทั้งหมดนั้นต้องใช้โดปามีนในระดับหนึ่ง และถ้าเราสัมผัสกับสิ่งเร้าซ้ำ ๆ โดยที่โดพามีนลดลงเราจะสูญเสียความสามารถในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าเหล่านั้น ดูเหมือนว่าโดปามีนจะให้เหตุผลที่คุณต้องเคลื่อนไหวออกจากบาร์ทำสิ่งเร้าและถ้าไม่มีมันคุณก็ไม่สนใจที่จะตอบสนองต่อสิ่งเร้าหรือสภาพแวดล้อม”

Beninger กล่าวว่ามันคล้ายกับการหยุดชะงักของการเคลื่อนไหวในผู้ที่เป็นโรคพาร์คินสันซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานของโดพามีนที่ลดลงสิ่งที่เขากำลังศึกษาอยู่ในห้องทดลองของเขา

บทบาทของโดปามีนในความสัมพันธ์

เบ็งเกอร์ยังศึกษาว่าโดปามีนเป็นตัวกำหนดความสัมพันธ์ของเราอย่างไร ดูเหมือนว่าเมื่อมีคนดีกับเราโดปามีนของเราจะดึงเรากลับไปที่บุคคลนั้น

“ ดังนั้นเมื่อฉันโต้ตอบอย่างร่วมมือกับคนอื่นและพวกเขามีปฏิสัมพันธ์กับฉันคน ๆ นั้นซึ่งเป็นตัวแทนในสมองของฉันโดยการกระทำของโดพามีนจะได้รับความสามารถที่เพิ่มขึ้นในการดึงดูดฉันในอนาคต” Beninger กล่าว “ ดังนั้นโดปามีนจึงสร้างภูมิทัศน์ทางสังคมของเรา”

ฉันคิดว่ามันเป็นเรื่องมหัศจรรย์มากคุณจะประหลาดใจมากขึ้นเมื่อคุณเริ่มเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบประสาททางเคมีของสมอง” Beninger กล่าว “ ทั้งหมดนี้เป็นการทำงานร่วมกันที่สร้างประสบการณ์ทางจิตใจของฉันมาทั้งชีวิต มันเป็นเรื่องมหัศจรรย์มาก”

หากพวกเขาเข้าใจนักประสาทวิทยาทางเคมีของสมองเชื่อว่าพวกเขาจะสามารถนำเสนอการรักษาเพื่อต่อสู้กับความเจ็บป่วยทางจิตและปรับปรุงประสบการณ์มนุษย์ทั้งหมด และดร. Eric Kandel กล่าวว่าการค้นพบนั้นหลีกเลี่ยงไม่ได้ส่วนหนึ่งเป็นเพราะขณะนี้มีนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากในสาขานี้

“ ตอนที่ฉันเป็นนักศึกษาแพทย์ฉันอยากเรียนวิชาเลือกด้านวิทยาศาสตร์เซลล์สมอง แต่มีห้องทดลองเดียวในนิวยอร์กซิตี้ที่มีคนเก่ง ๆ ที่ฉันสามารถทำงานด้วยได้ มันไม่เคยได้ยินมาก่อน ตอนนี้คุณไปที่ถนนและคนอื่น ๆ ที่คุณพบกำลังทำวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสมอง”

“ ฉันทำงานในห้องแล็บเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 1955 ในปี พ.ศ. 1969 สังคมได้ก่อตั้งขึ้นในอเมริกาเหนือเรียกว่าสมาคมประสาทวิทยาและมีสมาชิก 600 คน ตอนนี้มีสมาชิก 35,000 คน ปัจจุบันจำนวนคนที่ทำงานด้านวิทยาศาสตร์สมองเติบโตขึ้นอย่างมาก มันหายไปจากระเบียบวินัยลึกลับ ตอนนี้มันเป็นหนึ่งในสิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดถ้าไม่ใช่พื้นที่ที่น่าตื่นเต้นที่สุดในด้านชีววิทยา”

นี่เป็นส่วนหนึ่งของซีรีส์สี่ส่วนที่เรียกว่า Inside Your Brain ใน The National, World at Six และ CBC.ca ของ CBC เพื่อสำรวจว่าประสาทวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เปลี่ยนวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับวิธีที่เราคิดอย่างไร ในส่วนที่สาม Kelly Crowe ค้นพบว่าสมองของเรามีการใช้งานสูงแม้ว่าเราจะรับรู้ว่าพวกเขาไม่ได้ใช้งานและสมองที่ไม่ได้ใช้งานอาจเป็นกุญแจสำคัญในการกระชับ การวิจัยชุดนี้ได้รับทุนจากรางวัลวารสารศาสตร์สถาบันวิจัยสุขภาพแห่งแคนาดา