Η ντοπαμίνη φαίνεται να ζει στον αέρα για μια στιγμή. Μπορεί να έχετε ακούσει γι ‘αυτό στις ειδήσεις, να έχετε δει αναρτήσεις στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης σχετικά με “χακάρισμα ντοπαμίνης” ή να έχετε ακούσει podcast για το πώς να αξιοποιήσετε αυτό που κάνει αυτό το μόριο στον εγκέφαλό σας για να βελτιώσει τη διάθεσή σας και την παραγωγικότητά σας. Ωστόσο, πρόσφατη έρευνα νευροεπιστήμης δείχνει ότι οι δημοφιλείς στρατηγικές για τον έλεγχο της ντοπαμίνης βασίζονται σε πολύ στενή άποψη για το πώς λειτουργεί.
Η ντοπαμίνη είναι ένας από τους νευροδιαβιβαστές του εγκεφάλου: μικροσκοπικά μόρια που λειτουργούν ως αγγελιοφόροι μεταξύ των νευρώνων. Είναι γνωστό για το ρόλο του στην παρακολούθηση της αντίδρασής σας σε ανταμοιβές όπως το φαγητό, το σεξ, τα χρήματα ή η σωστή απάντηση σε μια ερώτηση. Υπάρχουν πολλοί τύποι νευρώνων ντοπαμίνης που βρίσκονται στην υψηλότερη περιοχή του εγκεφαλικού στελέχους που παράγουν και απελευθερώνουν ντοπαμίνη σε όλο τον εγκέφαλο. Το αν ο τύπος του νευρώνα επηρεάζει τη λειτουργία της ντοπαμίνης που παράγει παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα.
Πρόσφατα δημοσιευμένη έρευνα αναφέρει μια σχέση μεταξύ του τύπου νευρώνα και της λειτουργίας ντοπαμίνης και ένας τύπος νευρώνων ντοπαμίνης έχει μια απροσδόκητη λειτουργία που πιθανότατα θα αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες, οι κλινικοί γιατροί και το κοινό κατανοούν αυτόν τον νευροδιαβιβαστή.
Ενεργοποίηση νευρώνων ντοπαμίνης
Η ντοπαμίνη φημίζεται για τον ρόλο που παίζει στην επεξεργασία ανταμοιβής, μια ιδέα που χρονολογείται τουλάχιστον 50 χρόνια πριν. Οι νευρώνες ντοπαμίνης παρακολουθούν τη διαφορά μεταξύ των ανταμοιβών που νομίζατε ότι θα λάβατε από μια συμπεριφορά και εκείνων που πραγματικά πήρατε. Οι νευροεπιστήμονες αποκαλούν αυτή τη διαφορά σφάλμα πρόβλεψης ανταμοιβής.
Το φαγητό σε ένα εστιατόριο που μόλις άνοιξε και πιθανότατα δεν φαίνεται κάτι ιδιαίτερο δείχνει ότι τα λάθη πρόβλεψης ανταμείβονται στην πράξη. Εάν το γεύμα σας είναι πολύ καλό, αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα θετικό σφάλμα πρόβλεψης ανταμοιβής και πιθανότατα θα επιστρέψετε για να παραγγείλετε το ίδιο γεύμα στο μέλλον. Κάθε φορά που επιστρέφετε, το σφάλμα πρόβλεψης ανταμοιβής μειώνεται έως ότου φτάσει στο μηδέν όταν περιμένετε πλήρως ένα νόστιμο δείπνο. Αλλά αν το πρώτο σας γεύμα ήταν φρικτό, αυτό οδηγεί σε σφάλμα πρόβλεψης αρνητικής ανταμοιβής και πιθανότατα δεν θα επιστρέψετε σε ένα εστιατόριο.
Οι νευρώνες ντοπαμίνης επικοινωνούν τα σφάλματα πρόβλεψης ανταμοιβής στον εγκέφαλο μέσω των ρυθμών πυροδότησης και των μοτίβων απελευθέρωσης ντοπαμίνης, τα οποία χρησιμοποιεί ο εγκέφαλος για να μάθει. Πυροβολούν με δύο τρόπους.
Η φασική πυροδότηση αναφέρεται σε γρήγορες εκρήξεις που προκαλούν βραχυπρόθεσμη αύξηση της ντοπαμίνης. Αυτό συμβαίνει όταν λαμβάνετε μια απροσδόκητη ανταμοιβή ή περισσότερες ανταμοιβές από τις αναμενόμενες, όπως εάν ο διακομιστής σας σας προσφέρει ένα δωρεάν επιδόρπιο ή περιλαμβάνει μια χαριτωμένη σημείωση και ένα χαμόγελο στην επιταγή σας. Η φασική πυροδότηση κωδικοποιεί σφάλματα πρόβλεψης ανταμοιβής.
Από την άλλη πλευρά, η τονική εκκένωση περιγράφει την αργή και τακτική δραστηριότητα αυτών των νευρώνων όταν δεν υπάρχουν εκπλήξεις. είναι μια δραστηριότητα παρασκηνίου διανθισμένη με φασικές εκρήξεις. Η φασική σκοποβολή είναι σαν τις κορυφές των βουνών και η τονική βολή είναι ο πυθμένας των κοιλάδων ανάμεσα στις κορυφές.
Ντοπαμινεργικές λειτουργίες
Η παρακολούθηση των πληροφοριών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία σφαλμάτων πρόβλεψης ανταμοιβής δεν περιορίζεται στην ντοπαμίνη. Παρακολούθησα με ενδιαφέρον όλες τις άλλες εργασίες που σχετίζονται με την ντοπαμίνη μέσω της δικής μου έρευνας που μετρά τις περιοχές του εγκεφάλου όπου βρίσκονται οι νευρώνες ντοπαμίνης στους ανθρώπους.
Πριν από περίπου 15 χρόνια, άρχισαν να εμφανίζονται αναφορές ότι οι νευρώνες ντοπαμίνης ανταποκρίνονταν σε αποτρεπτικά συμβάντα – σκεφτείτε σύντομες ενοχλήσεις, όπως μια ορμή αέρα στο μάτι σας, ένα ήπιο ηλεκτροπληξία ή απώλεια χρημάτων – αυτό που οι επιστήμονες πίστευαν ότι δεν έκανε η ντοπαμίνη. Αυτές οι μελέτες έδειξαν ότι ορισμένοι νευρώνες ντοπαμίνης ανταποκρίνονται μόνο σε ανταμοιβές ενώ άλλοι ανταποκρίνονται τόσο σε ανταμοιβές όσο και σε αρνητικές εμπειρίες, οδηγώντας στην υπόθεση ότι μπορεί να υπάρχουν περισσότερα από ένα συστήματα ντοπαμίνης στον εγκέφαλο.
Αυτές οι μελέτες ακολουθήθηκαν σύντομα από πειράματα που έδειξαν ότι υπάρχουν περισσότεροι από ένας τύποι νευρώνων ντοπαμίνης. Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν εντοπίσει επτά διαφορετικούς τύπους νευρώνων ντοπαμίνης εξετάζοντας τα γενετικά τους προφίλ.
Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Αύγουστο του 2023 ήταν η πρώτη που ανέλυσε τη λειτουργία της ντοπαμίνης με βάση τον υποτύπο νευρώνων. Ερευνητές στο εργαστήριο Dombeck του Northwestern University εξέτασαν τρεις τύπους νευρώνων ντοπαμίνης και διαπίστωσαν ότι δύο από αυτούς παρακολουθούσαν ανταμοιβές και αποτρεπτικά γεγονότα, ενώ ο τρίτος παρακολουθούσε κινήσεις, όπως όταν τα ποντίκια άρχισαν να τρέχουν πιο γρήγορα.
Απελευθέρωση ντοπαμίνης
Η πρόσφατη κάλυψη των μέσων ενημέρωσης σχετικά με τον τρόπο ελέγχου των επιδράσεων της ντοπαμίνης βασίζεται αποκλειστικά στον τύπο απελευθέρωσης που μοιάζει με κορυφές και κοιλάδες. Όταν οι νευρώνες ντοπαμίνης πυροδοτούνται σε φασικές εκρήξεις, όπως κάνουν για να σηματοδοτήσουν σφάλματα πρόβλεψης ανταμοιβής, η ντοπαμίνη απελευθερώνεται σε όλο τον εγκέφαλο. Αυτές οι αιχμές ντοπαμίνης συμβαίνουν πολύ γρήγορα επειδή οι νευρώνες ντοπαμίνης μπορούν να εκτοξευθούν πολλές φορές σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.
Υπάρχει ένας άλλος τρόπος με τον οποίο συμβαίνει η απελευθέρωση ντοπαμίνης: μερικές φορές αυξάνεται αργά μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή ανταμοιβή. Οι ερευνητές ανακάλυψαν αυτό το μοτίβο ράμπας πριν από 10 χρόνια σε ένα μέρος του εγκεφάλου που ονομάζεται ραβδωτό σώμα. Η κλίση της ράμπας ντοπαμίνης δείχνει την αξία μιας ανταμοιβής και την προσπάθεια που απαιτείται για την απόκτησή της. Με άλλα λόγια, κωδικοποιεί τα κίνητρα.
Το παράδειγμα εστιατορίου μπορεί επίσης να επεξηγήσει τι συμβαίνει όταν η απελευθέρωση ντοπαμίνης εμφανίζεται σταδιακά. Όταν έχετε παραγγείλει ένα γεύμα που ξέρετε ότι θα είναι νόστιμο και περιμένετε να φτάσει, τα επίπεδα ντοπαμίνης σας αυξάνονται σταθερά. Φτάνουν σε κρεσέντο όταν ο σερβιτόρος τοποθετεί το πιάτο στο τραπέζι σου και εσύ βυθίζεις τα δόντια σου στην πρώτη μπουκιά.
Το πώς συμβαίνουν οι αυξήσεις της ντοπαμίνης δεν είναι ακόμη κατανοητό, αλλά αυτός ο τύπος απελευθέρωσης πιστεύεται ότι αποτελεί τη βάση της επιδίωξης και της μάθησης του στόχου. Η μελλοντική έρευνα για την αύξηση της ντοπαμίνης θα επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες κατανοούν τα κίνητρα και τελικά θα βελτιώσουν τις συμβουλές σχετικά με τον βέλτιστο τρόπο παραβίασης της ντοπαμίνης.
Ντοπαμίνη(ες) σε ασθένειες και νευροποικιλομορφία
Αν και η ντοπαμίνη είναι γνωστή για τη συμμετοχή της στον εθισμό στα ναρκωτικά, τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες και τις νευροαναπτυξιακές διαταραχές όπως η διαταραχή ελλειμματικής προσοχής/υπερκινητικότητας, πρόσφατη έρευνα δείχνει ότι ο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες κατανοούν τη συμμετοχή της μπορεί σύντομα να χρειαστεί να επικαιροποιηθεί. Από τους επτά υποτύπους νευρώνων ντοπαμίνης που είναι γνωστοί μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν χαρακτηρίσει μόνο τρεις.
Υπάρχουν ήδη στοιχεία ότι η ανακάλυψη της ποικιλότητας της ντοπαμίνης ενημερώνει τις επιστημονικές γνώσεις σχετικά με τις ασθένειες. Οι ερευνητές στην πρόσφατη εργασία που προσδιορίζει τη σχέση μεταξύ του τύπου και της λειτουργίας του νευρώνα ντοπαμίνης επισημαίνουν ότι οι νευρώνες ντοπαμίνης που οδηγούνται από την κίνηση είναι γνωστό ότι είναι από τους πιο σκληρούς που επηρεάζονται από τη νόσο του Πάρκινσον, ενώ δύο άλλοι τύποι δεν επηρεάζονται τόσο. Αυτή η διαφορά θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο στοχευμένες επιλογές θεραπείας.
Η συνεχιζόμενη έρευνα που στοχεύει στην αποκάλυψη της ποικιλομορφίας της ντοπαμίνης πιθανότατα θα συνεχίσει να αλλάζει και να βελτιώνει την κατανόησή μας για τις ασθένειες και τη νευροποικιλομορφία.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation, έναν ανεξάρτητο, μη κερδοσκοπικό ειδησεογραφικό ιστότοπο αφιερωμένο στην ανταλλαγή ιδεών από ακαδημαϊκούς ειδικούς. Το The Conversation είναι αξιόπιστες ειδήσεις από ειδικούς και έναν ανεξάρτητο, μη κερδοσκοπικό οργανισμό. Δοκιμάστε τα δωρεάν ενημερωτικά δελτία μας.
Το έγραψε: Kimberlee D’Ardenne, Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.
Μάθε περισσότερα:
Η Kimberlee D’Ardenne λαμβάνει επί του παρόντος χρηματοδότηση από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (R21-MH130924-01) και έχει λάβει άλλη χρηματοδότηση από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών στο παρελθόν. Είναι επίσης μέλος της Εθνικής Ένωσης Συγγραφέων Επιστημών και της Συντακτικής Επιτροπής Life Sciences.