به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ دانشمندان مدتهاست نقش دوپامین—یک ماده شیمیایی در مغز که به کنترل یادگیری و حرکت کمک میکند—را بررسی کردهاند تا درک بهتری از بیماریهایی مانند پارکینسون، اسکیزوفرنی و افسردگی به دست آورند؛ اختلالاتی که تا حدی ناشی از اختلال یا تغییر در فعالیت دوپامین هستند.
عصبشناسان دانشگاه نیویورک در مطالعهای روی موشهای آزمایشگاهی، پویایی جدیدی در عملکرد دوپامین کشف کردهاند: زمانبندی تعامل ۲ انتقالدهنده عصبی—دوپامین و استیلکولین—تعیین میکند که آیا دوپامین در هدایت یادگیری مؤثر است یا در ایجاد حرکت کارآمد.
کریستین کنستانتینوپل، استاد مرکز علوم عصبی NYU و نویسنده ارشد این پژوهش که در نشریه Nature Neuroscience منتشر شده، میگوید: این مطالعه به بزرگترین پرسش در حوزه دوپامین میپردازد؛ اینکه چگونه میتوان نقش دوگانه آن در یادگیری و کنترل حرکتی را توضیح داد.
او میافزاید: دوپامین میتواند هم با تقویت رفتارهایی که به نتایج پاداشدهنده منجر میشوند به یادگیری کمک کند، و هم حرکتهای آینده را تقویت کند—این بستگی به زمانی دارد که استیلکولین آزاد میشود.
او همچنین گفت: پژوهش ما نشان میدهد اینکه آیا دوپامین باعث یادگیری میشود یا حرکت را تقویت میکند، به زمان آزادسازی استیلکولین بستگی دارد؛ تفاوتی در حد چند ۱۰ میلیثانیه، یعنی تقریباً به اندازه یک چشم بر هم زدن.
نقش دوپامین در یادگیری و حرکت
دوپامین هم در یادگیری و هم در کنترل حرکت نقش دارد. در فرایند یادگیری، دوپامین با تقویت رفتارهایی که در گذشته پاداش دریافت کردهاند، عمل میکند. این کار از طریق پلاستیسیته سیناپسی انجام میشود؛ توانایی مغز برای تغییر و سازگاری بهمنظور یادگیری.
به طور قابل توجه، برخی اختلالات حرکتی مانند بیماری پارکینسون ناشی از از بین رفتن برخی نورونهای دوپامینی هستند. هر چند جزئیات دقیق این فرایند هنوز کاملاً مشخص نیست. بنابراین، یکی از چالشهای اصلی دانشمندان این بوده که بفهمند چگونه یک انتقالدهنده عصبی واحد، یعنی دوپامین، میتواند هم از یادگیری مبتنی بر پاداش و هم از کنترل حرکتی پشتیبانی کند.
بررسی زمانبندی انتقالدهندهها در موشها
در این پژوهش، محققان برای روشنتر کردن این پویایی، بر دوپامین و انتقالدهنده عصبی دیگری به نام استیلکولین تمرکز کردند؛ مادهای که در انقباض عضلات، حافظه و یادگیری نقش دارد.
در آزمایش روی موشها، سطح دوپامین و استیلکولین بهطور همزمان اندازهگیری شد، در حالی که حیوانات یک وظیفه تصمیمگیری را انجام میدادند که هم شامل یادگیری و هم حرکت بود: پیدا کردن پاداش (منبع آب) پس از یادگیری معنای نشانههای صوتی که مقدار و محل آب را مشخص میکردند.
دانشمندان فرض کردند که تغییر در تعامل بین استیلکولین و دوپامین میتواند یا به یادگیری (پیشبینی پاداشهای آینده) یا به حرکت هدفمند به سمت آن منجر شود.
میلیثانیههایی که یادگیری و عمل را جدا میکنند
نتایج نشان داد که زمان آزادسازی استیلکولین تعیین میکند که دوپامین باعث یادگیری شود یا حرکت را هدایت کند. در بسیاری از موارد، این تفاوت زمانی فقط چند ۱۰ میلیثانیه بود.
به گفته دانشمندان، این فرایند شبیه یک حرکت الاکلنگی است: وقتی دوپامین همزمان با کاهش استیلکولین رخ میدهد، یادگیری تقویت میشود و وقتی دوپامین با افزایش (یا جهش) استیلکولین همراه است، شدت و قدرت حرکتهای آینده افزایش مییابد.
پیامدها برای بیماریهای مغزی و درمان
کنستانتینوپل میگوید: وقتی نورونهایی مانند دوپامین و استیلکولین دچار اختلال شوند، میتوانند به بروز بیماریهایی مانند پارکینسون، اسکیزوفرنی و افسردگی کمک کنند.
او تأکید میکند که درک بهتر سازوکار هماهنگی این مواد در مغز، میتواند به شناسایی اهداف درمانی جدید برای این اختلالات منجر شود.
انتهای پیام/
نظر شما