Prasa popularnonaukowa często nazywa dopaminę “cząsteczką przyjemności”, ponieważ jest to główny neurotransmiter w tzw. układzie nagrody. Wśród naukowców panuje jednak przekonanie, że rola tej substancji jest bardziej złożona. Dominujący model działania neuronów dopaminergicznych unerwiających jądro półleżące – kluczową strukturę tego układu – głosi, że dopamina sygnalizuje oczekiwanie na nagrodę. Jeśli zaś nagroda nie pojawi się, aktywność dopaminy dopasuje oczekiwania do bieżących warunków. Jednakże ten model nie wyjaśnia wielu innych okoliczności, w które uwikłana jest ta cząsteczka – np. zachowań napędzanych bodźcami awersyjnymi i neutralnymi. Badanie przeprowadzone przez zespół Erin Calipari, profesor Wydziału Farmakologii na Vanderbilt University, miało na celu odkrycie pozostałych aspektów aktywności dopaminergicznej. Wyniki jego pracy zostały opublikowane w czasopiśmie “Current Biology”.
Aby rozwikłać zagadkę dopaminy, naukowcy zastosowali szereg metod obrazowania aktywności mózgu i zaawansowanej analizy statystycznej. Badanie zostało przeprowadzone na modelu zwierzęcym. Myszy wykonywały zadania związane z działaniem układu nagrody, podczas gdy naukowcy monitorowali aktywność dopaminergiczną w neuronach jądra półleżącego w czasie rzeczywistym. Następnie dane dotyczące poziomu dopaminy oraz zachowań myszy zostały przeanalizowane przez algorytmy sztucznej inteligencji. W ten sposób naukowcom udało się ustalić wzorce aktywności dopaminy zależne od sytuacji. Aby potwierdzić te rezultaty, zastosowali oni manipulację optogenetyczną, dzięki której mogli dowolnie sterować aktywnością neuronów jądra półleżącego u zmodyfikowanych genetycznie myszy.
Wyniki tego eksperymentu ujawniły, że aktywność dopaminy jest zgodna z tradycyjnym modelem tylko w niektórych scenariuszach uczenia się. Jednak we wszystkich zadaniach neurony dopaminergiczne odpowiadały na istotność bodźca, nie wysokość nagrody. Wprost przeciwnie – aktywność dopaminy wzrastała także w obliczu stresujących bodźców – ponieważ były one istotne dla myszy. Co więcej, naukowcom udało się stworzyć model obliczeniowy, który umożliwił dokładne oszacowanie aktywności dopaminy w danym kontekście behawioralnym.
“Rezultaty naszego badania pokazują, że dopamina nie jest molekułą przyjemności. Zamiast tego pełni ona funkcje przetwarzania informacji o wszystkich istotnych dla organizmu wydarzeniach, a następnie kieruje zachowaniami adaptacyjnymi — niezależnie od tego, czy są pozytywne, czy negatywne. Ta praca zastępuje dotychczasowe postrzeganie działania dopaminy sformalizowaną teorią. Być może nadszedł czas, by poprawić treść podręczników opisujących działanie dopaminy w ośrodkowym układzie nerwowym” – tłumaczy Calipari.
“Dopamina została uznana za cząsteczkę przyjemności, ponieważ oddawanie się uzależniającym zachowaniom lub substancjom zwiększa aktywność neuronów dopaminergicznych. Jednak wyniki tego badania jasno pokazują, że rola tego neurotransmitera jest o wiele bardziej wyrafinowana. W związku z tym powinniśmy przemyśleć nasze teorie dotyczące uzależnienia, które są oparte na postrzeganiu dopaminy jako molekuły przyjemności” – dodaje Danny Winder, który jest dyrektorem Vanderbilt Center for Addiction Research.
Wyniki tego badania mają znaczenie nie tylko w świecie akademickim. Wydzielanie dopaminy ulega bowiem zakłóceniom w chorobie Parkinsona oraz w praktycznie każdym schorzeniu psychiatrycznym – w uzależnieniach, stanach lękowych lub depresyjnych, a także w schizofrenii. Zrozumienie, co oznaczają te deficyty dopaminy, będzie miało kluczowe znaczenie dla zrozumienia objawów pacjentów i dla opracowania lepszych metod leczenia tych chorób.
