Miyaning uzoq muddatli mukofot tizimi Dopaminda asoslangan
Avgust 5, 2013
Brett Smit uchun redOrbit.com - Sizning Dunyo Online
Kollejni tugatib, mamlakat bo'ylab sayohat qilishdan uzoq muddatli maqsadlar darhol darhol ko'zga tashlanmasa, diqqat markazida qolish qiyin kechadi.
Yaqinda Sietldagi Vashingtondagi universitet va MITdagi tadqiqotchilar guruhi miyani ushbu uzoq muddatli maqsadlarga erishilmaguncha, miyani qanday qilib saqlashga qodir ekanligini aniqlashdi.
Birgalikda olib borilgan tadqiqotlar nörotransmitter dopaminni miya mukofot tizimiga bog'laydigan avvalgi izlanishlarga asoslanadi. Ko'pgina avvalgi tadqiqotlar darhol mukofot bilan bog'liq ravishda dopaminga qarashni o'z ichiga olgan bo'lsa-da, yangi tadqiqotlar laboratoriya kalamushlari sifatida dopaminning ortib borayotgan darajasini kechiktirilganidan qoniqish hosil qilganidan keyin kutilgan mukofotga yaqinlashtirdi.
Sichqoncha miyalarida dopamin darajasini o'lchash uchun guruh UW xatti-harakati olimi Paul Phillips tomonidan ishlab chiqarilgan, elektrokimyoviy imzo bilan dopamin kontsentratsiyasini doimiy ravishda qayd etgan kichik, implantatsiyalangan elektrodlarni o'z ichiga olgan tezkor tekshiruvli tsikli voltammetriya (FSCV) deb nomlangan tizimdan foydalandi.
"Biz hayvonlarni labirint orqali erkin harakat qilganidek, miyadagi to'rt xil saytga bir vaqtning o'zida dopaminni o'lchashimiz uchun FSCV usulini uyg'unlashtirishdi", deydi birgalikda hozirgi vaqtda Northwestern universitetida doktorlik qilgan nevobiolog Mark Xau. "Har bir prob, hujayra tashqari dopaminin konsentratsiyasini miya to'qimalarining kichik hajmida o'lchaydi va ehtimol minglab nerv terminallerining faoliyatini aks ettiradi".
Olimlar sichqonchani tayyorlash bilan labirint orqali o'zlari uchun mukofotni izlashga kirishdilar. Har bir rat labirinti orqali o'tayotganda, shokolad suti mukofotini qo'lga kiritish uchun chorrahada o'ngga yoki chapga o'girishni o'rgatadi.
Tadqiqot guruhi, sinov vaqtida vaqti-vaqti bilan sichqon miyasi tomonidan chiqariladigan dopaminning pulslarini ko'rishlarini kutishgan. Biroq, ular neyrotransmitterning darajalari eksperiment davomida tobora kuchayib borayotganini aniqladilar - kemiruvchilar mukofotiga yaqinlashganda, eng yuqori darajaga erishdi. Har bir tajriba davomida kalamushlarning xulq-atvori o'zgargan bo'lsa-da, ularning dopamin darajalari tezligi yoki ish haqi ehtimoliga qaramay ishonchli ravishda oshdi.
"Buning o'rniga, dopamin signali issiqning maqsadidan qanchalik uzoq ekanligini aks ettiradi", deydi MITdagi miya tadqiqot laboratoriyasini boshqaradigan Ann Graybiel. "U qanchalik yaqinlashsa, signal kuchliroq bo'ladi."
Bundan tashqari, guruh dopamin signalining kattaligi kutilgan mukofot hajmiga bog'liq ekanligini aniqladi. Sichqoncha shokolad sutini katta miqdorda pishirishni kutish sharti bilan, ularning dopamin darajalari yanada yuqori pikega ko'tarildi.
Tadqiqotchilar labirani yanada murakkab shaklga surib, kalamushlarni uzoqlashtirib, mukofotga erishish uchun qo'shimcha navbatlarni yaratib, tajribani ko'paytirdilar. Ushbu uzoq sinovlar vaqtida dopamin signali asta-sekin o'sib bordi, lekin oxirida oldingi labirintadagi kabi bir xil darajaga etdi.
Graybiel: "Bu hayvon o'z istiqbollarini o'zgartirganidek, bundan keyin ham borishini bilar edi", dedi.
U kelajakdagi tadqiqotlar odamlarda shu hodisaga qarash kerakligini aytdi.
Graybiel: «Agar shunday bo'lsa, bizning miyamizda bunday voqea sodir bo'lmasa, hayratga tushaman», dedi.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, miyaning mukofotga qanday qarashi haqida
Dushanba, 08/05/2013 - 10:15
McGovern Institute for Brain Research
"Biz hali hammizmi?"
Kichkintoylar bilan sayohat qilgan har bir inson bilganidek, uzoq maqsadlarga e'tibor qaratish qiyin kechishi mumkin. Massachusets Texnologiyalar Instituti (MTT) ning yangi tadqiqotida miya bu vazifaga qanday erishganligini va neyrokatalogiyani dopaminning uzoq muddatli mukofotlar qiymatini ko'rsatishi mumkinligini ko'rsatadi. Topilmalar, nima uchun dopamin signalizatsiyasi buzilganligi sababli Parkinson kasalligi bo'lgan bemorlarni nima uchun vazifalarni bajarish uchun turtki berishda qiyinchiliklarga duch kelmoqda.
Asar tabiatda tasvirlangan.
Ilgari olib borilgan tadqiqotlar, dopaminni mukofotlash bilan bog'liq va dopamin neyronlari hayvonlarga kutilmagan mukofot berilganda faoliyatning qisqacha portlashlarini ko'rsatdi. Ushbu dopamin signallari mustahkamlashni o'rganish uchun muhim hisoblanadi, bu esa hayvonning mukofotga olib keladigan ishlarni amalga oshirishni o'rganishi.
Uzoq ko'rinishni olish
Ko'plab tadqiqotlarda bu mukofot bir necha soniya ichida topshirilgan. Haqiqiy hayotda esa, qoniqish har doim ham darhol emas: hayvonlar ko'pincha oziq-ovqatlarni qidirishda sayohat qilishlari va uzoqroq maqsadga erishish uchun harakat qilishlari kerak. Insonlar uchun ham xuddi shunday bo'ladi: Uzoq yo'lda harakatlanadigan haydovchi oxirgi joyga etib borishda, shuningdek, transportga munosabatda bo'lishni, aperatifler uchun to'xtashni va orqa o'rindiqda bolalarni o'yin-kulgilarni e'tiborga olish kerak.
Institut professori Enn Graybiel boshchiligidagi MIT jamoasi MITning McGovern Institute for Research (MIT) tadqiqot institutida tadqiqotchi bo'lib ishlagan, labirint vazifasi vaqtida kechiktirilgan qoniqish uchun ishlashga qanday dopamin o'zgarishini o'rganishga qaror qildi. Tadqiqotchilar faromatlarga erishish uchun labirintga borish uchun kalamushlarni o'rgandilar. Har bir sinov paytida bir rat shokolad suti mukofotini topish uchun chorrahada o'ngga yoki chapga aylanishni o'rgatadigan ovozni eshitadi.
Dopamin o'z ichiga olgan neyronlarning faoliyatini oddiy o'lchash o'rniga, MIT tadqiqotchilari striatumda qancha dopaminning tarqalishini o'lchashni xohlashdi, mushak tuzilishi esa mustahkamlashni o'rganishda muhim ahamiyatga ega. Univ universitetidan Pol Phillips bilan birlashdilar. kichik, implantatsiyalangan, uglerodli elyaf elektrodlari elektrokimyoviy tamg'asi asosida dopamin kontsentratsiyasini doimiy ravishda o'lchash imkonini beradigan tez-tekshiruvli tsiklik voltammetriya (FSCV) deb nomlangan texnologiyani ishlab chiqqan Vashington.
"Biz hayvonlarning labirint orqali erkin harakat qilgani kabi, dopaminni miyadagi to'rtta turli joyga bir vaqtning o'zida o'lchab olishimiz uchun FSCV usulini moslashtirdik", deydi birinchi muallif Mark Xau, Graybielning sobiq aspiranti. Northwestern Univ nevrologiya kafedrasi. "Har bir prob, hujayra tashqari dopaminin konsentratsiyasini miya to'qimalarining kichik hajmida o'lchaydi va ehtimol minglab nerv terminallerining faoliyatini aks ettiradi".
Dopaminning asta-sekin o'sishi
Tadqiqotchilar, avvalgi ishlardan, dopaminning turli davrlarda sudda ko'rib chiqilishi mumkinligini taxmin qilishdi, "lekin biz haqiqatdan ham juda ajablanarli narsa topdik", deydi Graybiel. Dopamin darajasi har bir sinov davomida barqaror ravishda oshib, hayvon maqsadiga yaqinlashdi - xuddi mukofotni kutayotgandek.
Sichqonlarning xulq-atvori sinovdan tortib to sinovgacha o'zgargan, ba'zan esa boshqalarnikidan tezroq, ba'zan esa hayvonlarning qisqacha to'xtatishi mumkin edi, ammo dopamin signallari ishlash tezligi yoki sinov muddati bilan farq qilmadi. Bundan tashqari, bu avvalgi tadqiqotlar tomonidan tavsiya etilgan narsalar bilan mukofot olish ehtimoliga bog'liq emas edi.
"Buning o'rniga, dopamin signallari, ratning maqsadi qanchalik uzoq ekanligini aks ettiradi", deydi Graybiel. "Bu qanchalik yaqinlashsa, signal kuchliroq bo'ladi". Tadqiqotchilar, shuningdek, signalning o'lchami kutilgan mukofot hajmiga bog'liqligini aniqladilar: Sichqoncha katta shokolad sutini kutish uchun tayyorlanganida, dopamin signallari ko'tarildi yanada yuqori aniq konsentratsiyaga
Ba'zi tadkikotlarda T shaklidagi labirint yanada murakkab shakldagi uzaytirildi, bu esa hayvonlarning yanada ko'proq ishlashi va mukofotga erishishdan oldin qo'shimcha navbatlar berishni talab qiladi. Ushbu urinishlar paytida dopamin signallari tobora asta-sekin kengayib borardi, natijada ular qisqa mazmundagi darajaga etib bordilar. Graybiel: «Bu hayvon o'z kutishlarini o'zgartirganidek, bundan keyin ham borishini bilar edi», - deydi Graybiel.
"Ichki rahbarlik tizimi"
"Demak, hayvonning maqsadga erishish yo'lida tanlash va maqsadga masofani baholashga yordam berish uchun dopamin darajalari qo'llanilishi mumkin", deydi Salk instituti tadqiqotchisi Terrence Sejnovskiy. tadqiqot bilan shug'ullanmagan. "Ushbu" ichki rahbarlik tizimi "ham insonlarga foydali bo'lishi mumkin, bu ham uzoq maqsadga erishish yo'lida tanlashni tanlashi kerak".
Graybiel kelajakda olib boradigan izlanishlarni tekshirishga umid qilayotgan bir savol - miya ichidagi signal qanday paydo bo'lishidir. Sichqoncha va boshqa hayvonlar hayvon aniq bir joyda bo'lganida faol bo'lgan "joy xujayralari" deb ataladigan, ularning makonli muhitidagi bilim xaritalarini hosil qiladi. "Bizning kalamushlarimiz labirintani muntazam ravishda ishlayotgan ekan," deydi u, "biz har bir nuqtani labirintga biriktirishni o'rganib oldik, chunki ular avvalgi mashg'ulotlarda ko'rgan mukofotidan uzoqdir".
Graybiel bu tadqiqotning odamlarga nisbatan qanchalik dolzarbligi haqida shunday deydi: "Bizning miyamizda bunday narsa bo'lmagan taqdirda dahshatga tushaman". Parkinsonning dopamin signalizatsiyasi buzilgan bemorlar ko'pincha befarqlikda ko'rinadi, va uzoq muddatli ishni bajarish uchun turtki berishda qiyinchiliklarga duch kelmoqdalar. "Balki buning sababi shundaki, ular bu sekin-asta dopamin signalini ishlab chiqa olmaydi", deydi Graybiel.
Manba: Massachusetts Texnologiya Instituti
;