Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Wake Forest Η Ιατρική Σχολή αποκάλυψε νέες ιδέες για το ρόλο της ντοπαμίνης, ενός βασικού νευροδιαβιβαστή, στο ανθρώπινη συμπεριφορά.
Οι ειδικοί διερεύνησαν τον ρόλο της ντοπαμίνης στη διδαχή τόσο από θετικές όσο και από αρνητικές εμπειρίες. Αυτή η έρευνα σηματοδοτεί μια σημαντική πρόοδο στην κατανόηση του πώς η ντοπαμίνη επηρεάζει τη λήψη αποφάσεων και την προσαρμογή της συμπεριφοράς.
Επιβράβευση και τιμωρία
Η ντοπαμίνη, ένας νευροδιαβιβαστής που παράγεται στον εγκέφαλο, έχει από καιρό συσχετιστεί με θετικά συναισθήματα και λειτουργίες όπως η κίνηση, η γνώση και η μάθηση.
Ωστόσο, αυτή η μελέτη ρίχνει φως στον περιεκτικό της ρόλο, τονίζοντας την κρίσιμη συμμετοχή της στην επεξεργασία τόσο των λαθών πρόβλεψης ανταμοιβής όσο και τιμωρίας.
Αυτό υποδηλώνει ότι η λειτουργία της ντοπαμίνης εκτείνεται πέρα από τη σφαίρα των θετικών συναισθημάτων, παίζοντας επίσης καθοριστικό ρόλο στη μάθηση από αρνητικές εμπειρίες.
Ο ρόλος της ντοπαμίνης
«Προηγουμένως, η έρευνα είχε δείξει ότι η ντοπαμίνη παίζει σημαντικό ρόλο στο πώς μαθαίνουν τα ζώα από τις εμπειρίες που «ανταμείβουν» (και πιθανώς «τιμωρούν»). Ωστόσο, λίγη δουλειά έχει γίνει για να αξιολογηθεί άμεσα τι κάνει η ντοπαμίνη σε γρήγορα χρονικά διαστήματα στον ανθρώπινο εγκέφαλο», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Kenneth Kishida.
«Αυτή είναι η πρώτη μελέτη σε ανθρώπους που εξετάζει πώς η ντοπαμίνη κωδικοποιεί τις ανταμοιβές και τις τιμωρίες και εάν η ντοπαμίνη αντανακλά ένα «βέλτιστο» διδακτικό σήμα που χρησιμοποιείται στην πιο προηγμένη έρευνα τεχνητής νοημοσύνης του σήμερα».
Πώς διεξήχθη η έρευνα
Για την έρευνα, η ομάδα του Δρ. Kishida χρησιμοποίησε έναν συνδυασμό κυκλικής βολταμετρίας γρήγορης σάρωσης και μηχανικής μάθησης για να μετρήσει τα επίπεδα ντοπαμίνης με εντυπωσιακό ρυθμό 10 μετρήσεων ανά δευτερόλεπτο. Αυτή η τεχνική, ωστόσο, περιορίζεται σε επεμβατικές διαδικασίες όπως επεμβάσεις διέγερσης εν τω βάθει εγκεφάλου (DBS), που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον, του βασικού τρόμου, της ιδεοψυχαναγκαστικής διαταραχής και της επιληψίας.
Σε συνεργασία με τους νευροχειρουργούς Dr. Stephen B. Tatter και Dr. Adrian W. Laxton από το Atrium Health Wake Forest Baptist Medical Center, οι ερευνητές εισήγαγαν ένα μικροηλεκτρόδιο από ανθρακονήματα βαθιά στον εγκέφαλο των συμμετεχόντων που υποβλήθηκαν σε DBS για ουσιαστικό τρόμο.
Ενώ ήταν ξύπνιοι στο χειρουργείο, αυτοί οι συμμετέχοντες συμμετείχαν σε ένα παιχνίδι υπολογιστή που περιελάμβανε επιλογές με χρηματικές συνέπειες, επιτρέποντας στους ερευνητές να παρακολουθούν τις αντιδράσεις της ντοπαμίνης σε ανταμοιβές και τιμωρίες.
Τα επίπεδα ντοπαμίνης μετρούνταν συνεχώς, μία φορά κάθε 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου, σε κάθε ένα από τα τρία στάδια του παιχνιδιού.
Κρίσιμες νέες ιδέες
Η μελέτη αποκάλυψε ότι η ντοπαμίνη σηματοδοτεί τόσο θετικές όσο και αρνητικές εμπειρίες με τον βέλτιστο τρόπο για τα μαθησιακά αποτελέσματα.
«Διαπιστώσαμε ότι η ντοπαμίνη όχι μόνο παίζει ρόλο στη σηματοδότηση τόσο των θετικών όσο και των αρνητικών εμπειριών στον εγκέφαλο, αλλά φαίνεται να το κάνει με τρόπο που είναι βέλτιστος όταν προσπαθείς να μάθεις από αυτά τα αποτελέσματα. Αυτό που ήταν επίσης ενδιαφέρον, είναι ότι φαίνεται ότι μπορεί να υπάρχουν ανεξάρτητα μονοπάτια στον εγκέφαλο που εμπλέκουν ξεχωριστά το σύστημα ντοπαμίνης για εμπειρίες ανταμοιβής έναντι τιμωρίας», είπε ο Δρ. Kishida.
«Τα αποτελέσματά μας αποκαλύπτουν ένα εκπληκτικό αποτέλεσμα ότι αυτά τα δύο μονοπάτια μπορεί να κωδικοποιούν εμπειρίες επιβράβευσης και τιμωρίας σε ελαφρώς μετατοπισμένες χρονικές κλίμακες που χωρίζονται από μόνο 200 έως 400 χιλιοστά του δευτερολέπτου στο χρόνο».
Επιπτώσεις της μελέτης
Ο Δρ Kishida πιστεύει ότι αυτή η έρευνα μπορεί να οδηγήσει σε μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο επηρεάζεται το σύστημα ντοπαμίνης σε ανθρώπους με ψυχιατρικές και νευρολογικές διαταραχές. Σημείωσε ότι απαιτείται πρόσθετη έρευνα για να κατανοηθεί πώς μεταβάλλεται αυτή η σηματοδότηση σε ψυχιατρικές και νευρολογικές διαταραχές.
«Παραδοσιακά, η ντοπαμίνη αναφέρεται συχνά ως «νευροδιαβιβαστής της ευχαρίστησης», είπε ο Δρ Kishida. «Ωστόσο, η δουλειά μας παρέχει στοιχεία ότι δεν είναι αυτός ο τρόπος να σκεφτόμαστε την ντοπαμίνη. Αντίθετα, η ντοπαμίνη είναι ένα κρίσιμο μέρος ενός εξελιγμένου συστήματος που διδάσκει τον εγκέφαλό μας και καθοδηγεί τη συμπεριφορά μας».
«Το ότι η ντοπαμίνη εμπλέκεται επίσης στη διδασκαλία του εγκεφάλου μας σχετικά με τις εμπειρίες τιμωρίας είναι μια σημαντική ανακάλυψη και μπορεί να προσφέρει νέες κατευθύνσεις στην έρευνα για να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τους μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από την κατάθλιψη, τον εθισμό και τις σχετικές ψυχιατρικές και νευρολογικές διαταραχές».
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Προόδους της Επιστήμης.
Σας αρέσει αυτό που διαβάζετε; Εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο για ελκυστικά άρθρα, αποκλειστικό περιεχόμενο και τις πιο πρόσφατες ενημερώσεις.
—-
Ελέγξτε μας EarthSnapμια δωρεάν εφαρμογή που σας έφερε Έρικ Ραλς και Earth.com.