آنچه درباره دوپامین نمی‌دانیم

فیلیپ گریل، محقق پس از دکترا در مرکز تصویربرداری عصبی شناختی دوندرز گفت: من علاقه عمومی به درک آنچه دوپامین در مغز انسان انجام می‌دهد و چه نوع فرآیند‌های شناختی را پشتیبانی می‌کند، دارم. دوپامین یک مولکول مرموز است، زیرا به نظر می‌رسد با چندین حوزه رفتاری از جمله پردازش عملکرد‌های انگیزشی، شناختی و حرکتی مرتبط است.

اکثریت قریب به اتفاق تحقیقات در مورد چگونگی ارتباط دوپامین با رفتار در جوندگان و پستانداران غیر انسانی انجام می‌شود، زیرا اندازه گیری دوپامین و به ویژه آزاد شدن دوپامین در انسان دشوار است در حالی که ما به طور فعال در برخی از رفتار‌ها مشغول هستیم. این نوع ترجمه از حیوان به انسان نیز چیزی است که من بسیار به آن علاقه‌مند هستم.

دوپامین

این مطالعه ۲۶ داوطلب از جامعه را گرد هم آورد، اطمینان حاصل کرد که هیچ یک از آن‌ها سابقه بیماری عصبی یا روانی، وابستگی به مواد مخدر یا الکل یا هر شرایطی که با تصویربرداری مغز مورد استفاده در تحقیق تداخل داشته باشد.

شرکت کنندگان در یک کار مبتنی بر کامپیوتر مشغول به کار بودند در حالی که تحت اسکن مغز با استفاده از دو تکنیک پیشرفته قرار داشتند: توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI). این کار یک الگوی یادگیری معکوس بود، روشی که برای بررسی چگونگی تنظیم تصمیمات افراد بر اساس تغییر پاداش استفاده می‌شد.

این کار یک بازی حدس زدن بود که آیا یک عدد پنهان در بالای یا زیر پنج بود، با حدس‌های صحیح پاداش داده شد. بدون اطلاع شرکت کنندگان، قوانین پاداش در طول کار تغییر کرد و دوره‌های ثبات و نوسانات را ایجاد کرد که موقعیت‌های واقعی زندگی را تقلید می‌کرد که در آن انتخاب "درست" می‌تواند ناگهان "اشتباه" شود.

اسکن‌های PET برای تشخیص تغییرات در سطح دوپامین در مغز با اندازه گیری اتصال یک ترکیب رادیواکتیو که با دوپامین برای گیرنده‌های مشابه مغز رقابت می‌کند، استفاده شد. از سوی دیگر، اسکن‌های fMRI با تشخیص تغییرات در جریان خون بینش فعالیت مغز را فراهم می‌کند و یک نگاه اجمالی به اینکه کدام بخش‌های مغز در مراحل مختلف کار سخت‌تر کار می‌کنند ارائه می‌دهد.

محققان یافته‌های قابل توجهی را از طریق اسکن‌های PET مشاهده کردند، به ویژه در استریاتوم منطقه مغزی که به خاطر نقش آن در پردازش پاداش شناخته شده است. آن‌ها دریافتند که انتشار دوپامین در این منطقه افزایش یافته است زمانی که شرکت کنندگان با تغییر از قوانین پایدار به قوانین پرنور مواجه شدند که نشان می‌دهد نقش کلیدی دوپامین در نشان دادن نیاز به تغییر استراتژی است. این انتشار دوپامین با توانایی شرکت کنندگان در تطبیق تصمیمات خود بر اساس اطلاعات جدید، با سطوح بالاتر دوپامین مرتبط با تنظیم سریع‌تر و عملکرد بهتر در کار ارتباط دارد.

گریل گفت: من فکر می‌کنم دیدگاه کلی دوپامین این است که این یک نوع مولکول پاداش است، اما در اینجا ما نشان می‌دهیم که دوپامین نیز آزاد می‌شود زمانی که ما از اشتباهات یاد می‌گیریم. افرادی که به اشتباهات خود بسیار حساس بودند دوپامین بیشتری آزاد کردند. با این حال، این افراد لزوما در این کار بهترین نبودند. در عوض، افرادی که مقدار متوسط دوپامین را آزاد کردند، بهترین عملکرد را داشتند.

داده‌های fMRI این یافته‌ها را با نشان دادن افزایش فعالیت مغز در زمینه‌های مرتبط با توجه و تصمیم گیری، به ویژه پس از تغییر قانون تکمیل کرد. این الگوی فعالیت نشان می‌دهد که مغز شبکه‌ای از مناطق را برای پردازش نتایج غیر منتظره و تطبیق تصمیمات مطابق با آن درگیر می‌کند.
گریل اظهار کرد: دیدن یک ارتباط قوی با رفتار مغز کاملا شگفت انگیز است داشت. امیدوارم در آینده دوباره شگفت زده شوم.

در حالی که نتایج مطالعه قانع کننده است، آن‌ها با سهم خود از محدودیت‌ها همراه هستند. به عنوان مثال، طراحی مطالعه تصویربرداری مغز به این معنی بود که محققان نمی‌توانند یافته‌های خود را با یک خط پایه فعالیت مغز بدون این کار مقایسه کنند، به طور بالقوه نادیده می‌گیرند که چگونه تفاوت‌های فردی در سطح دوپامین ممکن است بر سازگاری تأثیر بگذارد. علاوه بر این، پیچیدگی رفتار انسان و شیمی مغز به این معنی است که دوپامین تنها بازیگر در این فرآیند انطباقی نیست. تحقیقات آینده می‌تواند از بررسی چگونگی تعامل سایر انتقال دهنده‌های عصبی با دوپامین و کمک به توانایی ما برای یادگیری و انطباق با اطلاعات جدید بهره‌مند شود.

سفر به درک کامل سازگاری مغز انسان هنوز تمام نشده است. مطالعات آینده می‌تواند بررسی کند که چگونه سطوح مختلف دوپامین بر تصمیم گیری در زمینه‌های مختلف تأثیر می‌گذارد، شاید با ترکیب وظایف شبیه سازی سناریو‌های پیچیده‌تر زندگی واقعی یا با استفاده از روش‌های دارویی برای تغییر مستقیم سطح دوپامین. یکی دیگر از جهات امیدوار کننده بررسی نقش دوپامین در جمعیت‌هایی با شرایط عصبی است که بر تصمیم گیری و یادگیری تأثیر می‌گذارد، ارائه بینش‌هایی که می‌تواند رویکرد‌های درمانی جدید را آگاه کند.

گریل گفت: هدف بلند مدت این تحقیق این است که پارادایم را برای بررسی آزاد شدن دوپامین در طی رفتار‌های مختلف در اختلالات عصبی و روانی با سیگنال‌های غیر طبیعی دوپامین مانند بیماری پارکینسون و اسکیزوفرنی تطبیق دهد.

این مطالعه با عنوان "آزاد شدن دوپامین در استریاتوم مرتبط با انسان در طول یادگیری معکوس" توسط فیلیپ گریل، مارک گیتارت-ماسپ، جارکو جوهانسون، لارس استیرنمن، یان اکسلسون، لارس نیبرگ و آنا ریکمن نوشته شده است و در مجله علمی Nature Communications منتشر شده است.