Μετρήσεις της ντοπαμίνης στον ανθρώπινο εγκέφαλο αποκαλύπτουν νέες διαδικασίες σχετικά με τη μάθηση

Dopamine

Επιστήμονες του Ινστιτούτου ερευνών Virginia Tech Carilion, παραθέτουν σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Proceedings of the National Academy of Sciences, μετρήσεις απελευθέρωσης ντοπαμίνης με πρωτοφανή χρονική ακρίβεια στους εγκεφάλους ασθενών με νόσο του Πάρκινσον. Οι μετρήσεις, που συγκεντρώθηκαν κατά τη χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο ασθενών ενώ έπαιζαν ένα παιχνίδι επενδύσεων, δείχνουν πως οι ταχεία απελευθέρωση ντοπαμίνης κωδικοποιεί πληροφορίες ζωτικής σημασίας των ανθρώπινων επιλογών.

Τα ευρήματα μπορούν να έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις όχι μόνο για τη νόσο του Πάρκινσον, αλλά και για άλλες νευρολογικές και ψυχιατρικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένης της κατάθλιψης και του εθισμού.

Οι ερευνητές ανίχνευσαν αλλαγές στα επίπεδα της ντοπαμίνης χίλιες φορές ταχύτερα από ό, είχαν προηγουμένως καταγραφεί σε ανθρώπους. Αυτές οι ταχύτατες μετρήσεις, σε συνδυασμό με βελτιωμένες χημικές ειδικότητες, οδήγησε τους επιστήμονες να ανακαλύψουν ότι η ντοπαμίνη, ένας κρίσιμος νευροδιαβιβαστής που εμπλέκεται στη μάθηση και τη λήψη αποφάσεων, έχει ένα πολύ πιο σύνθετο ρόλο από ό, τι θεωρούνταν παλαιότερα.

« Πάνω από 20 χρόνια έρευνας σε μη ανθρώπινα μοντέλα οργανισμών έχει δείξει μια πολύ συγκεκριμένη εικόνα του υποτιθέμενου ρόλου της ντοπαμίνης στη καθοδήγηση της ανθρώπινης συμπεριφοράς», αναφέρουν στη μελέτη η ερευνητές. « Και τώρα, με αυτές τις πρώτες του είδους τους μετρήσεις, που έγιναν απευθείας σε ανθρώπους, έχουμε ανακαλύψει ότι η εικόνα που είχαμε ήταν θλιβερά ελλιπής».

Οι ερευνητές εργάστηκαν με νευροχειρουργούς του Πανεπιστημίου Wake Forest στις ΗΠΑ για να μετρήσουν τα σήματα της ντοπαμίνης σε ασθενείς με νόσο του Parkinson που υποβλήθηκαν σε χειρουργική επέμβαση για την εμφύτευση ηλεκτροδίων διέγερσης βαθιά στον εγκέφαλό τους. Η βαθιά διέγερση έχει δειχθεί να ανακουφίσει τα συμπτώματα της νόσου του Πάρκινσον.

Δεκαεπτά ασθενείς προσφέρθηκαν να αφήσουν τους ερευνητές να καταγράψουν τα σήματα της ντοπαμίνης τους κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης εμφύτευσης. Για να συλλάβουν τα σήματα της ντοπαμίνης, οι ερευνητές χρειάστηκε να αναπτύξουν εξαιρετικά ευαίσθητες μεθόδους.

Αφού οι ερευνητές είχαν τις μετρήσεις, άρχισαν να αναλύουν τι σηματοδοτούσε η ντοπαμίνη. Χρησιμοποίησαν νέες μεθόδους χημικής μάθησης, οι οποίες κάνουν δυνατή τη χρήση πολλαπλών υπολογιστικών εργαλείων επιτρέποντας στους επιστήμονες να κοιτάξουν πιο βαθιά στα δεδομένα και να εξάγουν περισσότερες πληροφορίες.

Οι ερευνητές βρήκαν ότι η ντοπαμίνη παρακολουθεί δύο παράγοντες – τι συνέβη και τι θα μπορούσε να συμβεί. Οι νευρώνες ντοπαμίνης μας φαίνεται να ελέγχουν αν κάτι θα μπορούσε να ήταν καλύτερο ή χειρότερο, και αυτή η πληροφορία κωδικοποιείται από τις ραγδαίες αλλαγές στην απελευθέρωση της ντοπαμίνης. Τα ευρήματα αυτά μπορεί να αρχίσουν να αποκαλύπτουν αυτό που λείπει από το σύστημα ντοπαμίνης των ασθενών με Πάρκινσον.

Σύμφωνα με την μέχρι σήμερα κατανόηση, η ντοπαμίνη θεωρείται ότι κωδικοποιεί τα λεγόμενα σφάλματα ανταμοιβής-πρόβλεψης, η συνεχιζόμενη διαφορά ανάμεσα στις προσδοκίες ανταμοιβής και τα πραγματικά οφέλη που βιώνουμε. Από τα σήματα της ντοπαμίνης, μπορούμε να δούμε πότε ένα άτομο περιμένει μια ανταμοιβή και εάν το πρόσωπο λαμβάνει την ανταμοιβή. Στη νέα όμως μελέτη, οι ερευνητές βρήκαν ότι αυτό το πρότυπο ανταμοιβής-πρόβλεψης είναι ελλιπές. Αντίθετα, οι παλμοί της ντοπαμίνης φαίνεται να συνδυάζουν τις πληροφορίες σχετικά με το τι πραγματικά συνέβη. Αυτός είναι ένας νέος τρόπος θέασης του ρόλου της σηματοδότησης ντοπαμίνης στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Τα ευρήματα της νέας αυτής έρευνας, έχουν επίσης επιπτώσεις για την κατανόηση άλλων διαταραχών του συστήματος ντοπαμίνης, αναφέρουν στη μελέτη οι ερευνητές.

Παραπομπές

Η μελέτη – Subsecond dopamine fluctuations in human striatum encode superposed error signals about actual and counterfactual reward

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *