(L) Dopamine Reshapes Key Brain Circuits na Control Behavior (2008)

Comments: Inilalarawan ng pag-aaral kung paano ang labis na dopamine ay hindi lamang makapagpapalakas ng mga "go for it" na mga circuit sa pagkagumon, ngunit nagpapahina din sa pagtutol ng mga "stop circuit."

Ang pag-unlock ng misteryo kung bakit ang freex ng dopamine sa mga pasyente ni Parkinson

CHICAGO - Ang sakit na Parkinson at pagkagumon sa droga ay polar sa kabaligtaran ng mga sakit, ngunit kapwa nakasalalay sa dopamine sa utak. Ang mga pasyente ng Parkinson ay walang sapat dito; ang mga adik sa droga ay nakakakuha ng labis dito. Kahit na ang kahalagahan ng dopamine sa mga karamdamang ito ay kilalang kilala, ang paraan ng paggana nito ay isang misteryo.

Ang bagong pananaliksik mula sa Northwestern University's Feinberg School of Medicine ay nagsiwalat na ang dopamine ay nagpapalakas at nagpapahina sa dalawang pangunahing mga circuit sa utak na kumokontrol sa aming pag-uugali. Nagbibigay ito ng bagong pananaw kung bakit ang isang pagbaha ng dopamine ay maaaring humantong sa mapilit, nakakahumaling na pag-uugali at masyadong maliit na dopamaine ay maaaring iwanang nagyelo ang mga pasyente ni Parkinson at hindi makagalaw.

"Ipinapakita ng pag-aaral kung paano hinuhubog ng dopamine ang dalawang pangunahing mga circuit ng utak na kumokontrol kung paano natin pipiliin na kumilos at kung ano ang nangyayari sa mga estado ng sakit na ito," sabi ni D. James Surmeier, pinuno ng may-akda at ang Nathan Smith Davis Propesor at pinuno ng pisyolohiya sa Paaralang Feinberg. Ang papel ay nai-publish sa Agosto 8 isyu ng journal Science.

Ang dalawang pangunahing utak circuits ay makakatulong sa amin na magpasiya kung kumilos ang isang pagnanais o hindi. Halimbawa, nakakuha ka ba ng sopa at humimok sa tindahan para sa isang nagyeyelong anim na pakete ng serbesa sa isang mainit na gabi ng tag-init, o nakalagay sa sopa?

Ang isang circuit ay isang "stop" circuit na pumipigil sa iyo na kumilos sa isang pagnanasa; ang isa pa ay isang "go" circuit na pumupukaw sa iyo na kumilos. Ang mga circuit na ito ay matatagpuan sa striatum, ang rehiyon ng utak na isinalin ang mga saloobin sa mga pagkilos.

Sa pag-aaral, napagmasdan ng mga mananaliksik ang lakas ng synapses na kumonekta sa tserebral cortex, ang rehiyon ng utak na kasangkot sa mga pananaw, damdamin at pag-iisip, sa striatum, tahanan ng stop at pumunta circuit na pipiliin o maiwasan ang pagkilos.

Ang mga siyentipiko ay electrically activated ang cortical fibers upang gayahin ang mga utos ng kilusan at pinalakas ang natural na antas ng dopamine. Ang sumunod na nangyari ay ikinagulat nila. Ang mga cortical synapses na kumokonekta sa "go" circuit ay naging mas malakas at mas malakas. Sa parehong oras, pinahina ng dopamine ang mga koneksyon sa cortical sa "stop" circuit.

"Ito ang maaaring maging sanhi ng pagkagumon," sabi ni Surmeier. "Ang Dopamine na inilabas ng mga gamot ay humahantong sa abnormal na pagpapalakas ng mga cortical synapses na nagmamaneho ng striatal 'go' circuit, habang nagpapahina ng mga synapses sa pagtutol sa mga 'stop' circuit. Bilang isang resulta, kapag nangyari ang mga kaganapang nauugnay sa pag-inom ng gamot - kung saan mo ininom ang gamot, kung ano ang nararamdaman mo, mayroong isang hindi mapigilang drive upang pumunta at humingi ng droga. "

"Ang lahat ng aming mga aksyon sa isang malusog na utak ay balanse ng pagnanasa na gumawa ng isang bagay at pagnanasang huminto," sabi ni Surmeier. "Ang aming gawain ay nagpapahiwatig na hindi lamang ang pagpapalakas ng mga circuit ng utak na tumutulong sa mga piling aksyon na kritikal sa mga epekto ng dopamine, ito ay ang pagpapahina ng mga koneksyon na nagbibigay-daan sa amin upang tumigil din. "

Sa pangalawang bahagi ng eksperimento, lumikha ang mga siyentista ng isang modelo ng hayop ng sakit na Parkinson sa pamamagitan ng pagpatay sa mga dopamine neuron. Pagkatapos ay tiningnan nila kung ano ang nangyari nang simulate nila ang mga utos ng cortical na lumipat. Ang resulta: ang mga koneksyon sa "stop" circuit ay pinalakas, at ang mga koneksyon sa "go" circuit ay pinahina.

"Ang pag-aaral ay nag-iilaw kung bakit nagkakaproblema ang mga pasyente ni Parkinson sa pagganap ng pang-araw-araw na mga gawain tulad ng pag-abot sa kabuuan ng isang mesa upang kunin ang isang basong tubig kapag nauuhaw sila," sabi ni Surmeier.

Ipinaliwanag ng Surmeier ang kababalaghan gamit ang pagkakatulad ng isang kotse. "Ang aming pag-aaral ay nagpapahiwatig na ang kawalan ng kakayahang lumipat sa sakit na Parkinson ay hindi isang passive na proseso tulad ng isang kotse na naubusan ng gas," sinabi niya. "Sa halip, ang kotse ay hindi 'gumagalaw dahil ang iyong paa ay nasira sa preno. Karaniwang tumutulong sa iyo ang Dopamine na ayusin ang presyon sa mga pedal ng preno at gas. Tinutulungan ka nitong malaman na kapag nakakita ka ng isang pulang ilaw sa isang intersection, nag-preno ka at kapag sumindi ang berdeng ilaw, hinuhubad mo ang iyong paa sa preno at pinipighati ang gas pedal upang pumunta. Ang mga pasyente ng sakit na Parkinson, na nawala ang mga neuron na naglalabas ng dopamine, ay nananatili ang kanilang mga paa sa preno. "

Ang pag-unawa sa batayan para sa mga pagbabagong ito sa circuitry ng utak ay gumagalaw sa mga siyentipiko na malapit sa mga bagong diskarte sa therapeutic para sa pagkontrol sa mga karamdaman sa utak at iba pang kinasasangkutan ng dopamine tulad ng schizophrenia, Tourette's syndrome at dystonia.

ANG PAG-AARAL: Dichotomous Dopaminergic Control ng Striatal Synaptic Plasticity