Η ντοπαμίνη συνδέεται με τη διάθεση και την ευχαρίστηση, αλλά έχει και άλλες λειτουργίες

Της Kimberlee D’Ardenne, Assistant Research Professor in Psychology, Arizona State University. Πηγή: The Conversation.

Η ντοπαμίνη είναι ένας από τους νευροδιαβιβαστές του εγκεφάλου -μικροσκοπικά μόρια που λειτουργούν ως αγγελιοφόροι μεταξύ των νευρώνων. Είναι γνωστό για το ρόλο της στην παρακολούθηση της απόκρισης σας σε ανταμοιβές όπως φαγητό, σεξ, χρήματα ή τη σωστή απάντηση σε μια ερώτηση. Υπάρχουν πολλά είδη νευρώνων ντοπαμίνης που βρίσκονται στην ανώτερη περιοχή του εγκεφαλικού στελέχους και απελευθερώνουν ντοπαμίνη σε όλο τον εγκέφαλο. Το αν ο τύπος του νευρώνα επηρεάζει τη λειτουργία της ντοπαμίνης που παράγει είναι 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.

Πυροδότηση 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 αυτών που πραγματικά πήρατε. Οι νευροεπιστήμονες αποκαλούν αυτή τη διαφορά σφάλμα πρόβλεψης ανταμοιβής.

Το να φάτε δείπνο σε ένα εστιατόριο που μόλις άνοιξε και δεν φαίνεται να είναι κάτι το ιδιαίτερο δείχνει λάθη πρόβλεψης ανταμοιβής. Εάν το γεύμα σας είναι πολύ καλό, αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα θετικό σφάλμα πρόβλεψης ανταμοιβής και είναι πιθανό να επιστρέψετε και να παραγγείλετε το ίδιο γεύμα στο μέλλον. Κάθε φορά που επιστρέφετε, το σφάλμα πρόβλεψης ανταμοιβής συρρικνώνεται έως ότου τελικά φτάσει στο μηδέν όταν περιμένετε πλήρως ένα νόστιμο δείπνο. Αλλά αν το πρώτο σας γεύμα ήταν τρομερό, αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα σφάλμα πρόβλεψης αρνητικής ανταμοιβής και πιθανότατα δεν θα επιστρέψετε στο εστιατόριο.

Οι νευρώνες ντοπαμίνης επικοινωνούν τα σφάλματα πρόβλεψης ανταμοιβής στον εγκέφαλο μέσω των ρυθμών πυροδότησης και των προτύπων απελευθέρωσης ντοπαμίνης, τα οποία ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί για μάθηση. Πυροδοτούν με δύο τρόπους.

Η φασική πυροδότηση αναφέρεται σε γρήγορες εκρήξεις που προκαλούν βραχυπρόθεσμη αιχμή της ντοπαμίνης. Αυτό συμβαίνει όταν λαμβάνετε μια απροσδόκητη ανταμοιβή ή περισσότερες ανταμοιβές από τις αναμενόμενες, όπως εάν το εστιατόριο σας προσφέρει ένα δωρεάν επιδόρπιο ή περιλαμβάνει ένα ωραίο χαμόγελο όταν πληρώνετε. Η φασική πυροδότηση κωδικοποιεί σφάλματα πρόβλεψης ανταμοιβής.

Αντίθετα, η τονωτική πυροδότηση περιγράφει την αργή και σταθερή δραστηριότητα αυτών των νευρώνων όταν δεν υπάρχουν εκπλήξεις. Είναι δραστηριότητα υποβάθρου που διανθίζεται με φασικές εκρήξεις. Η φασική πυροδότηση είναι σαν τις κορυφές των βουνών, και η τονική πυροδότηση είναι τα δάπεδα των κοιλάδων μεταξύ των κορυφών.

Διάγραμμα που απεικονίζει τις φασικές κορυφές και τονωτικές κοιλάδες των επιπέδων ντοπαμίνης. H πρώτη κωδικοποιεί απροσδόκητες ανταμοιβές και η δεύτερη κωδικοποιεί αναμενόμενα γεγονότα. Dreyer et al. 2010/Journal of Neuroscience.

Πριν από περίπου 15 χρόνια, άρχισαν να βγαίνουν αναφορές ότι οι νευρώνες ντοπαμίνης ανταποκρίνονται σε αποτρεπτικά γεγονότα -σκεφτείτε σύντομες ενοχλήσεις όπως μια μικρή απώλεια χρημάτων -κάτι που οι επιστήμονες πίστευαν ότι η ντοπαμίνη δεν έκανε. Αυτές οι μελέτες έδειξαν ότι ορισμένοι νευρώνες ντοπαμίνης αποκρίνονται 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. Οι ερευνητές στο εργαστήριο Dombeck στο Northwestern University εξέτασαν τρεις τύπους νευρώνων ντοπαμίνης και διαπίστωσαν ότι δύο παρακολουθούσαν ανταμοιβές και αποτρεπτικά γεγονότα, ενώ η τρίτη παρακολουθούσε την κίνηση, όπως όταν τα ποντίκια που μελετούσαν άρχισαν να τρέχουν πιο γρήγορα.

Απελευθέρωση ντοπαμίνης

Η πρόσφατη κάλυψη των μέσων ενημέρωσης σχετικά με τον τρόπο ελέγχου των επιδράσεων της ντοπαμίνης βασίζεται μόνο 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 κορυφές ντοπαμίνης συμβαίνουν πολύ γρήγορα επειδή οι νευρώνες ντοπαμίνης μπορούν να πυροδοτηθούν πολλές φορές σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.

Υπάρχει ένας άλλος τρόπος που συμβαίνει η απελευθέρωση ντοπαμίνης. Μερικές φορές αυξάνεται αργά μέχρι που η επιθυμητή ανταμοιβή συμβαίνει. Οι ερευνητές ανακάλυψαν αυτό το μοτίβο πριν από 10 χρόνια σε ένα μέρος του εγκεφάλου που ονομάζεται ραβδωτό σώμα (striatum). Αυτό σχετίζεται με το πόσο πολύτιμη είναι μια ανταμοιβή και πόση προσπάθεια χρειάζεται για να την αποκτήσετε. Με άλλα λόγια, κωδικοποιεί τα κίνητρα. Το παράδειγμα του εστιατορίου μπορεί να επεξηγήσει τι συμβαίνει όταν η απελευθέρωση ντοπαμίνης εμφανίζεται με έντονο μοτίβο. Όταν έχετε παραγγείλει ένα γεύμα που ξέρετε ότι θα είναι εκπληκτικό και περιμένετε να φτάσει, τα επίπεδα ντοπαμίνης σας αυξάνονται σταθερά. Φτάνουν σε κρεσέντο όταν ο έρθει το πιάτο σας στο τραπέζι και βάλετε στο στόμα σας την πρώτη μπουκιά. Αυτός ο τύπος απελευθέρωσης πιστεύεται ότι αποτελεί τη βάση της επιδίωξης στόχων και της μάθησης.

Η μελλοντική έρευνα για την αύξηση της ντοπαμίνης θα επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες κατανοούν τα κίνητρα και τελικά θα βελτιώσει τις συμβουλές σχετικά με τον βέλτιστο τρόπο παραβίασης της ντοπαμίνης.

Ντοπαμίνες σε ασθένειες και νευροποικιλομορφία

Αν και η ντοπαμίνη είναι γνωστή για τη συμμετοχή της στον εθισμό στα ναρκωτικά, στις νευροεκφυλιστικές ασθένειες και σε νευροαναπτυξιακές καταστάσεις όπως η διαταραχή ελλειμματικής προσοχής/υπερκινητικότητας, πρόσφατη έρευνα δείχνει ότι οι επιστήμονες κατανοούν ότι η εμπλοκή της μπορεί σύντομα να χρειαστεί ενημέρωση. Από τους επτά υποτύπους νευρώνων ντοπαμίνης που είναι γνωστοί μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν χαρακτηρίσει τη λειτουργία μόνο τριών.

Υπάρχουν ήδη κάποιες ενδείξεις ότι η ανακάλυψη της ποικιλομορφίας της ντοπαμίνης επικαιροποιεί την επιστημονική γνώση για τις ασθένειες. Οι ερευνητές της πρόσφατης εργασίας που προσδιορίζει τη σχέση μεταξύ του τύπου και της λειτουργίας του νευρώνα ντοπαμίνης επισημαίνουν ότι οι νευρώνες ντοπαμίνης που εστιάζονται στην κίνηση είναι γνωστό ότι είναι από τους πιο σκληρούς που έχουν πληγεί στη νόσο του Πάρκινσον, ενώ δύο άλλοι τύποι δεν επηρεάζονται τόσο. Αυτή η διαφορά μπορεί να οδηγήσει σε πιο στοχευμένες επιλογές θεραπείας.

Η συνεχιζόμενη έρευνα που ξεμπερδεύει την ποικιλομορφία της ντοπαμίνης πιθανότατα θα συνεχίσει να αλλάζει και να βελτιώνει την κατανόησή μας για τις ασθένειες και τη νευροποικιλομορφία.

Δείτε επίσης