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.

„Większość współczesnych terapii uzależnień ma na celu zmianę aktywności dopaminy. Jednakże manipulacja poziomem tego neurotransmitera może prowadzić do nieoczekiwanych efektów ubocznych lub zmniejszyć skuteczność leczenia. Wynika to z niepełnego zrozumienia działania dopaminy. Dlatego w kolejnych badaniach zamierzamy wykorzystać nasz model, by zweryfikować obecne teorie na temat uzależnienia.Ta nowa wiedza na temat tego, co faktycznie robi dopamina, wpłynie na wiele dziedzin poza neuronauką i będzie miała silny wpływ na ludzkie życie i zdrowie” – podsumowuje Calipari.

 

NK

Bibliografia:
Calipari E. et al.Dopamine release in the nucleus accumbens core signals perceived saliency Current Biology, 2021

Dodaj komentarz