Dopamin verkar ha ett ögonblick i tidsandan. Du kanske har läst om det i nyheterna, sett virala inlägg på sociala medier om “dopaminhackning” eller hört podcasts om hur du kan utnyttja effekterna av denna molekyl i din hjärna för att förbättra ditt humör och din produktivitet. Senare neurovetenskaplig forskning tyder dock på att populära strategier för att kontrollera dopamin bygger på en alltför snäv syn på hur det fungerar.
Dopamin är en av hjärnans signalsubstanser – små molekyler som fungerar som budbärare mellan nervceller. Det är känt för att spåra ditt svar på belöningar som mat, sex, pengar eller att svara på en fråga korrekt. På toppen av hjärnstammen finns många typer av dopaminneuroner som producerar och frigör dopamin i hela hjärnan. Huruvida typen av neuron påverkar funktionen hos det dopamin som den producerar är en öppen fråga.
Nyligen publicerad forskning rapporterar ett samband mellan neurontyp och dopaminfunktion, och en typ av dopaminneuron har en oväntad funktion som sannolikt kommer att förändra hur forskare, läkare och allmänheten förstår denna neurotransmittor.
Dopaminneuroner eldar
Dopamin är känt för sin roll i belöningsbearbetning, en idé som är minst 50 år gammal. Dopaminneuroner övervakar skillnaden mellan de belöningar du trodde att du skulle få från ett beteende och de du faktiskt fick. Neuroforskare kallar denna skillnad ett belöningsförutsägelsefel.
Att äta middag på en restaurang som precis har öppnat och förmodligen inte verkar vara något speciellt bevisar att prediktionsfel belönas i praktiken. Om din måltid är mycket bra kommer detta att resultera i ett positivt belöningsförutsägelsefel och du kommer sannolikt att komma tillbaka och beställa samma måltid i framtiden. Varje gång du återvänder, minskar belöningsförutsägelsefelet tills det slutligen når noll när du förväntar dig en utsökt middag. Men om din första måltid var hemsk, kommer det att resultera i ett negativt fel i belöningsprognosen och du kommer sannolikt inte att återvända till restaurangen.
Dopaminneuroner kommunicerar fel i att förutsäga belöningar till hjärnan via deras avfyrningshastigheter och mönster för dopaminfrisättning, som hjärnan använder för inlärning. De eldar på två sätt.
Fasisk avfyring hänvisar till snabba utbrott som orsakar en kortvarig dopamintopp. Detta händer när du får en oväntad belöning eller fler belöningar än förväntat, till exempel: Till exempel, om din servitör erbjuder dig en gratis efterrätt eller skriver en trevlig lapp och en smiley på din check. Fasisk avfyring kodar för fel i belöningsförutsägelse.
Däremot beskriver tonisk avfyring den långsamma och stadiga aktiviteten hos dessa neuroner när det inte finns några överraskningar; Det är bakgrundsaktivitet varvat med fasiska skurar. Fasisk eldning handlar om bergstoppar, tonic eldning handlar om dalarna mellan topparna.
Dopamin fungerar
Att spåra information som används för att generera belöningsförutsägelsefel är inte allt som dopamin gör. Jag har följt alla dopamins andra roller med intresse och mätt de områden i människors hjärnor där dopaminneuroner finns i min egen forskning.
För ungefär 15 år sedan dök det upp rapporter om att dopaminneuroner reagerar på aversiva händelser – tänk korta obehag som en luftbloss i ögat, en mild elektrisk stöt eller förlust av pengar – något forskare trodde att dopamin inte gjorde. Dessa studier visade att vissa dopaminneuroner bara reagerar på belöningar, medan andra reagerar på både belöningar och negativa upplevelser, vilket leder till hypotesen att det kan finnas mer än ett dopaminsystem i hjärnan.
Dessa studier följdes snart av experiment som visade att det finns mer än en typ av dopaminneuron. Hittills har forskare identifierat sju olika typer av dopaminneuroner baserat på deras genetiska profiler.
En studie som publicerades i augusti 2023 var den första som analyserade dopaminfunktionen efter neuronsubtyp. Forskarna vid Dombeck Lab vid Northwestern University undersökte tre typer av dopaminneuroner och fann att två typer av dopaminneuroner spårade belöningar och aversiva händelser, medan den tredje övervakade rörelsen, som när mössen de studerade började springa snabbare.
Frisättning av dopamin
Den senaste tidens mediabevakning om hur man kontrollerar effekterna av dopamin baseras endast på arten av dess frisättning, som ser ut som toppar och dalar. När dopaminneuroner avfyras i fasiska skurar, som de gör för att signalera belöningsförutsägelsefel, frigörs dopamin i hela hjärnan. Dessa dopaminspikar uppstår mycket snabbt eftersom dopaminneuroner kan avfyras många gånger på mindre än en sekund.
Det finns ett annat sätt att frigöra dopamin: ibland ökar det långsamt tills den önskade belöningen uppnås. Forskare upptäckte detta rampmönster för 10 år sedan i en del av hjärnan som kallas striatum. Dopaminrampens branthet indikerar hur värdefull en belöning är och hur mycket ansträngning som krävs för att få den. Med andra ord: den kodar för motivation.
Restaurangexemplet kan också illustrera vad som händer när dopaminfrisättning sker i ett ökande mönster. När du har beställt en måltid som du vet kommer att vara fantastisk och väntar på att den ska komma, stiger dina dopaminnivåer stadigt. Du når ett crescendo när servitören lägger rätten på ditt bord och du biter ihop tänderna vid första tuggan.
Hur dopaminökningar uppstår är fortfarande oklart, men denna typ av frisättning tros ligga bakom målsträvan och inlärning. Framtida forskning om dopamin-ramping kommer att påverka hur forskare förstår motivation och i slutändan förbättra råd om hur man optimalt utarmar dopamin.
Dopamin(er) i sjukdomar och neurodiversitet
Även om dopamin är känt för sitt engagemang i drogberoende, neurodegenerativa sjukdomar och neuroutvecklingsstörningar som uppmärksamhetsbrist/hyperaktivitetsstörning, tyder ny forskning på att forskarnas kunskap om dess inblandning snart kan behöva uppdateras. Av de sju tidigare kända undertyperna av dopaminneuroner har forskare karakteriserat funktionen av endast tre.
Det finns redan bevis för att upptäckten av dopaminmångfald uppdaterar den vetenskapliga kunskapen om sjukdomar. Forskarna i den aktuella artikeln, som identifierar sambandet mellan dopaminneurontyp och funktion, påpekar att rörelsefokuserade dopaminneuroner är kända för att vara bland de mest drabbade neuronerna vid Parkinsons sjukdom, medan två andra typer inte är lika allvarligt påverkade. Denna skillnad kan leda till mer riktade behandlingsalternativ.
Pågående forskning för att dechiffrera mångfalden av dopamin kommer sannolikt att fortsätta att förändra och förbättra vår förståelse av sjukdomar och neurodiversitet.
Den här artikeln återpublicerades från The Conversation, en oberoende ideell nyhetssajt dedikerad till att dela idéer från akademiska experter. Konversationen är pålitliga nyheter från experter på en oberoende ideell organisation. Prova vårt kostnadsfria nyhetsbrev.
Det skrevs av: Kimberlee D’Ardenne, University of Arizona.
Läs mer:
Kimberlee D’Ardenne får för närvarande finansiering från National Institutes of Health (R21-MH130924-01) och har fått ytterligare finansiering tidigare från National Institutes of Health och National Science Foundation. Hon är också medlem i National Association of Science Writers och Redaktionsstyrelsen för Life Sciences.