Dopamin führt präfrontalen cortex ensembles: Studie berichtet über neuartige Wege, die Dopamin-Zellen Einfluss auf die Funktion des präfrontalen Kortex des Gehirns
Wer genoss einen Bissen Schokolade oder blickte auf jede neue blinkende Benachrichtigung auf Ihrem Smartphone vertraut ist, mit Dopamin.
Aber nicht nur das Dopamin nicht. Dieser Chemische Botenstoff spielt auch eine wichtige Rolle in den präfrontalen Kortex des Gehirns, der steuert, höhere Funktionen wie Aufmerksamkeit, motiviert zu bleiben und Entscheidungen treffen.
Nun, die Forschung in Nagetieren zeigt zum ersten mal, wie Dopamin verändert die Funktion des präfrontalen cortex. In einer Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Cell Reports, Forscher fanden heraus, dass Dopamin hat wenig Wirkung auf die einzelnen Zellen. Stattdessen generiert eine nachhaltige Tätigkeit im ensemble von Zellen im präfrontalen cortex, das dauert bis zu 20 Minuten.
„Ensemble Gehirn-Zell-Aktivität, genauso wie ensembles von Musikern, die gemeinsam auftreten, kann eine andere und größere Wirkung als die Aktivität einzelner Neuronen“, sagte senior-Autor Bita Moghaddam, Ph. D., professor und Stuhl von behavioral neuroscience in der OHSU School of Medicine.
Die koordinierte ensemble-Aktivität initiiert von Dopamin dauerte viele Minuten, nachdem es veröffentlicht wurde.
„Dies könnte ein Mechanismus, durch den Dopamin unterstützt komplexe Funktionen müssen aufrechterhalten werden, wie motivation und Aufmerksamkeit, um eine Aufgabe abzuschließen,“ Moghaddam sagte.
Mit optogenetische Methoden in die Gehirne der Nagetiere während der aktiven Verhalten, Forscher stimuliert Dopamin-Neuronen im Gehirn mit Licht und nahmen die response im präfrontalen cortex. Sie entdeckte ein relativ schwaches signal in einzelnen Zellen. Jedoch, eine computergestützte Methode zur Analyse, erkennen verschiedene Formen der koordinierten Aktivität zwischen Zellen im präfrontalen cortex, die dauerte mehrere Minuten nach dem ersten Ausbruch von Licht.
Zusätzlich zu den Auswirkungen von Dopamin auf die ensemble-Aktivität, die Studie zeigte, dass die Dopamin-Zellen, die Zunahme oszillatorischer Aktivität, oder von Gehirn Wellen, die an den gamma-Bereich. Störungen im Gehirn-Schwingung bei dieser hohen Frequenz hatte zuvor im Zusammenhang mit der Aufmerksamkeit als auch Störungen wie Schizophrenie und ADHS, aber die Ursache dieser Störung ist nicht gut verstanden.
Die Entdeckung von Dopamin-Rolle bietet frische Einblicke in einen zentralen Mechanismus im Gehirn. Dopamin im präfrontalen Kortex des Gehirns spielt eine Rolle in fast allen Aspekten von hoher Ordnung der Wahrnehmung, einschließlich Aufmerksamkeits-und Verhaltens-Flexibilität. Es impliziert auch in motivationaler und kognitiver Defizite von Gehirn-Erkrankungen wie der Schizophrenie, Suchterkrankungen und Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitäts-Störung.
„Dies könnte erklären, warum Sie benötigen, Dopamin für anhaltende Aufmerksamkeit“, Moghaddam sagte. „Es kann uns helfen zu verstehen, wie Sie bei Störungen wie ADHS, wo es könnte ein Dopamin-Defizit, dass die Wirkung nicht auf einzelne neuron, sondern die ensemble-Ebene.“
Die Studie wurde unterstützt vom National Institute of Mental Health, grant MH48404.