ความคิดเห็นที่: การศึกษาอธิบายว่าโดปามีนที่มากเกินไปไม่เพียง แต่เสริมสร้างวงจร“ ไปเพื่อมัน” ในการเสพติดเท่านั้น แต่ยังทำให้“ หยุดวงจร” ของฝ่ายตรงข้ามอ่อนแอลงด้วย
ไขปริศนาว่าทำไมโดปามีนจึงหยุดผู้ป่วยพาร์กินสัน
CHICAGO - โรคพาร์กินสันและการติดยาเป็นโรคที่ตรงกันข้ามกัน แต่ทั้งสองอย่างขึ้นอยู่กับโดพามีนในสมอง ผู้ป่วยพาร์กินสันมีไม่เพียงพอ ผู้ติดยาเสพติดมากเกินไป แม้ว่าความสำคัญของโดปามีนในความผิดปกติเหล่านี้จะเป็นที่ทราบกันดี แต่วิธีการทำงานของมันก็ยังเป็นปริศนา
งานวิจัยใหม่จาก Feinberg School of Medicine ของ Northwestern University ได้เปิดเผยว่าโดปามีนเสริมสร้างและทำให้วงจรหลักทั้งสองในสมองอ่อนแอลงซึ่งควบคุมพฤติกรรมของเรา สิ่งนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ ว่าทำไมโดปามีนที่ท่วมท้นจึงนำไปสู่พฤติกรรมบีบบังคับเสพติดและโดพาเมนน้อยเกินไปอาจทำให้ผู้ป่วยพาร์กินสันแข็งตัวและไม่สามารถเคลื่อนไหวได้
“ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโดปามีนสร้างวงจรหลักทั้งสองของสมองที่ควบคุมวิธีที่เราเลือกที่จะกระทำและสิ่งที่เกิดขึ้นในสภาวะของโรคเหล่านี้กล่าวโดย D. James Surmeier ผู้เขียนนำและศาสตราจารย์ Nathan Smith Davis และประธานสาขาสรีรวิทยาของ โรงเรียนไฟน์เบิร์ก. บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Science ฉบับวันที่ 8 สิงหาคม
วงจรสมองทั้งสองหลักนี้ช่วยเราตัดสินใจว่าจะทำสิ่งที่ปรารถนาหรือไม่ ตัวอย่างเช่นคุณลงจากโซฟาและขับรถไปที่ร้านเพื่อดื่มเบียร์หกแพ็คน้ำแข็งในคืนฤดูร้อนที่ร้อนหรือนอนบนโซฟาหรือไม่?
วงจรหนึ่งคือวงจร "หยุด" ที่ป้องกันไม่ให้คุณทำตามความปรารถนา อีกวงจรคือวงจร“ ไป” ที่กระตุ้นให้คุณลงมือทำ วงจรเหล่านี้ตั้งอยู่ใน striatum ซึ่งเป็นบริเวณของสมองที่แปลความคิดเป็นการกระทำ
ในการศึกษานักวิจัยตรวจสอบความแข็งแรงของ synapses ที่เชื่อมต่อเปลือกสมองส่วนที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ความรู้สึกและความคิดกับ striatum บ้านหยุดและไปวงจรที่เลือกหรือป้องกันการกระทำ
นักวิทยาศาสตร์เปิดใช้งานเส้นใยเยื่อหุ้มสมองด้วยไฟฟ้าเพื่อจำลองคำสั่งการเคลื่อนไหวและเพิ่มระดับโดพามีนตามธรรมชาติ สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปทำให้พวกเขาประหลาดใจ ซินแนปส์เยื่อหุ้มสมองที่เชื่อมต่อกับวงจร“ ไป” นั้นแข็งแกร่งและทรงพลังมากขึ้น ในขณะเดียวกันโดพามีนทำให้การเชื่อมต่อเยื่อหุ้มสมองในวงจร“ หยุด” อ่อนแอลง
“ นี่อาจเป็นสิ่งที่อยู่ภายใต้การเสพติด” Surmeier กล่าว “ โดปามีนที่ปล่อยออกมาจากยาเสพติดนำไปสู่การเสริมสร้างความผิดปกติของซินแนปส์เยื่อหุ้มสมองที่ทำให้เกิดวงจร 'ไป' ในขณะที่ไซแนปส์อ่อนตัวลงที่วงจร 'หยุด' ของฝ่ายตรงข้าม ด้วยเหตุนี้เมื่อเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเสพยา - ที่ที่คุณรับประทานยาสิ่งที่คุณรู้สึก - เกิดขึ้นจะมีแรงผลักดันที่ไม่สามารถควบคุมได้ในการไปแสวงหายา”
“ การกระทำทั้งหมดของเราในสมองที่แข็งแรงมีความสมดุลโดยการกระตุ้นให้ทำบางอย่างและกระตุ้นให้หยุด” Surmeier กล่าว “ งานของเราชี้ให้เห็นว่าไม่ใช่แค่การเสริมสร้างวงจรสมองที่ช่วยเลือกการกระทำที่มีความสำคัญต่อผลของโดพามีนเท่านั้น แต่ยังทำให้การเชื่อมต่อที่อ่อนแอลงทำให้เราหยุดได้เช่นกัน ”
ในส่วนที่สองของการทดลองนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองสัตว์ที่เป็นโรคพาร์คินสันโดยการฆ่าเซลล์ประสาทโดปามีน จากนั้นพวกเขาก็ดูว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อพวกเขาจำลองคำสั่งของเปลือกนอกให้เคลื่อนไหว ผลลัพธ์: การเชื่อมต่อในวงจร "หยุด" มีความเข้มแข็งและการเชื่อมต่อในวงจร "ไป" อ่อนลง
“ การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าเหตุใดผู้ป่วยพาร์กินสันจึงมีปัญหาในการทำงานประจำวันเช่นการเอื้อมมือข้ามโต๊ะเพื่อหยิบแก้วน้ำเมื่อพวกเขากระหายน้ำ” Surmeier กล่าว
Surmeier อธิบายปรากฏการณ์โดยใช้การเปรียบเทียบของรถยนต์ “ การศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าการที่ผู้ป่วยเป็นโรคพาร์กินสันไม่สามารถเคลื่อนไหวได้นั้นไม่ใช่กระบวนการที่ไม่หยุดนิ่งเหมือนรถที่ไม่มีแก๊ส” เขากล่าว “ แต่รถไม่เคลื่อนที่เพราะเท้าของคุณเหยียบเบรก โดยปกติแล้วโดปามีนจะช่วยให้คุณปรับแรงกดบนแป้นเบรกและคันเร่ง ช่วยให้คุณเรียนรู้ว่าเมื่อคุณเห็นไฟแดงที่สี่แยกคุณเบรกและเมื่อไฟเขียวมาคุณก็ถอดเบรกและเหยียบคันเร่งเพื่อไป ผู้ป่วยโรคพาร์กินสันที่สูญเสียเซลล์ประสาทที่ปล่อยโดปามีนเท้าของพวกเขาติดอยู่บนเบรกตลอดเวลา”
การทำความเข้าใจพื้นฐานสำหรับการเปลี่ยนแปลงของวงจรสมองทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้กลยุทธ์การรักษาใหม่ ๆ ในการควบคุมความผิดปกติของสมองเหล่านี้และอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโดปามีนเช่นโรคจิตเภทโรคทูเร็ตต์และดีสโทเนีย
การศึกษา: การควบคุมโดปามีนโดปามีเซของพลาสติกซินแทพติกา
นามธรรม
ที่ซิแนปส์ระหว่างเซลล์ประสาทเสี้ยมเยื่อหุ้มสมองและเซลล์ประสาทหนามกลาง striatal ขนาดกลาง (MSNs) ตัวรับโพสซินแนปติก D1 และ D2 โดพามีน (DA) ถูกตั้งสมมติฐานว่าจำเป็นสำหรับการชักนำให้เกิดศักยภาพในระยะยาวและภาวะซึมเศร้าตามลำดับรูปแบบของพลาสติกที่คิดว่าจะรองรับการเชื่อมโยง การเรียนรู้. เนื่องจากตัวรับเหล่านี้ถูก จำกัด ไว้สำหรับประชากร MSN สองกลุ่มที่แตกต่างกันสมมติฐานนี้จึงเรียกร้องให้ synaptic plasticity เป็นแบบทิศทางเดียวในเซลล์แต่ละประเภท การใช้ชิ้นเนื้อสมองจากหนูแปลงพันธุกรรมตัวรับ DA แสดงว่าไม่เป็นเช่นนั้น แต่ DA มีบทบาทเสริมใน MSN ทั้งสองประเภทนี้เพื่อให้แน่ใจว่า synaptic plasticity เป็นแบบสองทิศทางและ Hebbian ในแบบจำลองของโรคพาร์คินสันระบบนี้จะขาดความสมดุลซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงแบบทิศทางเดียวในความเป็นพลาสติกที่อาจรองรับพยาธิสภาพและอาการของเครือข่าย
- PMID 18687967
- PMCID: PMC2833421
- ดอย: 10.1126 / science.1160575
;
