Dopamin sadece ödülleri değil hareketi de kontrol eder

Dopamin: Artık sadece ödüller için değil.

Northwestern Üniversitesi liderliğindeki yeni bir çalışmada, araştırmacılar bir fare modelinin orta beyin bölgesindeki dopamin nöronlarının üç genetik alt tipini tanımladı ve kaydetti.

Dopamin nöronlarının hepsinin olmasa da çoğunun yalnızca ödüllere veya ödülü tahmin eden ipuçlarına yanıt verdiğine dair uzun süredir devam eden, yaygın bir varsayım olmasına rağmen, araştırmacılar bunun yerine vücut hareket ettiğinde bir genetik alt tipin ateşlendiğini keşfettiler. Ve daha da şaşırtıcı bir şekilde, bu nöronlar ilginç bir şekilde ödüllere hiç tepki vermiyor.

Bu bulgu sadece beynin gizemli doğasına yeni bir ışık tutmakla kalmıyor, aynı zamanda dopamin nöronlarının kaybıyla karakterize olan ancak motor sistemini etkileyen Parkinson hastalığını daha iyi anlamak ve hatta potansiyel olarak tedavi etmek için yeni araştırma yönleri açıyor.

Çalışma 3 Ağustos Perşembe günü dergide yayınlanacak. Doğa Sinirbilimi.

Araştırmayı yürüten Northwestern’den Daniel Dombeck, “İnsanlar dopamin hakkında düşündüklerinde, muhtemelen ödül sinyallerini düşünürler” dedi. “Fakat dopamin nöronları öldüğünde, insanlar hareket etmekte sorun yaşıyor. Parkinson hastalığında olan da bu ve bu alan için kafa karıştırıcı bir sorun oldu.

“Herhangi bir ödül yanıtı olmaksızın motor sinyali veren bir alt tip bulduk ve bunlar, Parkinson hastalığında dopamin nöronlarının ilk öldüğü yerde oturuyorlar. insan yaşlanır.”

Çalışmayı Dombeck ile birlikte yöneten Northwestern’den Rajeshwar Awatramani, “Bu genetik alt tip, hızlanma ile ilişkilidir” diye ekledi. “Fare ne zaman hızlanırsa, aktivite gördük, ancak bunun aksine, ödüllendirici bir uyarana yanıt olarak aktivite görmedik. Bu, çoğu insanın bu nöronların yapması gerektiğini düşündüğü dogmaya aykırıdır. Tüm dopamin nöronları ödüllere tepki vermez. Bu, alan için büyük bir değişiklik. Ve şimdi o dopamin nöronu için ödül yanıtı göstermeyen bir imza bulduk.”

Dombeck, Northwestern’deki Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde nörobiyoloji profesörüdür. Awatramani, Northwestern Üniversitesi Feinberg Tıp Fakültesi’nde John Eccles Nöroloji Profesörüdür. Makalenin ilk yazarları, her ikisi de Dombeck ve Awatramani’nin laboratuvarlarında yüksek lisans öğrencileri olan Maite Azcorra ve Zachary Gaertner’dır.

Motor sürüş sinyalleri

Bu yeni keşif, Dombeck’in laboratuvarında farelerde hareketle ilişkili bir dopamin nöronları popülasyonu bulan önceki bir çalışmaya dayanıyor.

Dombeck, “O zamanlar, nöronların sadece küçük bir kısmı olduğunu düşündük” dedi. “Ve diğerleri, tüm dopamin nöronlarının hala ödül nöronları olduğunu varsaymaya devam etti. Belki bazılarında motor sinyalleri de vardı.”

Bu soruyu daha fazla araştırmak için Dombeck, nöron popülasyonlarını gen ifadelerine göre izole etmek ve etiketlemek için genetik araçlar kullanan Awatramani ile birlikte çalıştı. Dombeck’in ekibi daha sonra bu bilgiyi kullanarak, Northwestern Transgenik ve Hedefli Mutajenez Laboratuarı’nda üretilen genetiği değiştirilmiş bir fare modelinin beyinlerindeki nöronları flüoresan sensörlerle etiketledi. Bu, araştırmacıların davranış sırasında hangi nöronların parladığını görmelerini sağladı ve sonuçta hangi nöronların farklı spesifik işlevleri kontrol ettiğini ortaya çıkardı.

Deneylerde, dopamin nöronlarının yaklaşık %30’u yalnızca fareler hareket ettiğinde parladı. Bu nöronlar, Awatramani’nin ekibinin tanımladığı genetik alt tiplerden biriydi. Dopamin nöronlarının diğer popülasyonları, caydırıcı uyaranlara (kaçınma tepkisine neden olarak) veya ödüllere yanıt verdi.

Parkinson bağlantısı

Onlarca yıldır araştırmacılar, Parkinson hastalığı olan hastaların neden dopamin nöronlarını kaybettikleri halde hareket etmekte zorlandıkları konusunda şaşkına döndüler.

Dombeck, “Parkinson hastalığı olan insanlar, sadece dopamin tepkileri zarar gördüğü için mutlu olma dürtülerini kaybetmezler” dedi. “Motor becerilerini etkileyen başka bir şey oluyor.”

Dombeck ve Awatramani’nin yeni çalışması yapbozun eksik parçasını sağlayabilir.

Araştırmacılar çalışmalarında, farelerde hızlanma ile ilişkili dopamin nöronlarının, Parkinson hastalığı olan hastalarda ölme eğiliminde olan orta beyin ile aynı konumda göründüğünü belirttiler. Ancak hayatta kalan dopamin nöronları, yavaşlama ile ilişkilidir. Keşif, Dombeck ve Awatramani’nin gelecekte keşfetmeyi planladığı yeni bir hipoteze yol açar.

Dombeck, “Hastalığa yol açan sadece motorlu sürüş sinyalinin kaybı değil, aynı zamanda hayvanlar yavaşladığında aktif olan anti-hareket sinyalinin korunması olup olmadığını merak ediyoruz.” Dedi. “Hareket etmeyi durdurmak için sinyali güçlendiren bu sinyal dengesizliği olabilir. Bu, bazı semptomları açıklayabilir. Parkinson hastalarının hareket edememesi sadece değil. Hareket etmeyi durdurmak için yönlendirilmeleri de olabilir.”

Awatramani, “Bütün bunların ne anlama geldiğini hâlâ anlamaya çalışıyoruz” dedi. “Bunun bir başlangıç ​​noktası olduğunu söyleyebilirim. Bu, Parkinson’daki beyin hakkında yeni bir düşünme biçimi.”

Çalışma, “Benzersiz fonksiyonel tepkiler, dopamin nöronlarının genetik alt tiplerini farklı bir şekilde eşler” başlığını taşıyor.