Jak skoki dopaminy wpływają na mózg?

Wzrost poziomu dopaminy wpływa na zachowania organizmów żywych, zwiększając ich różnorodność i czyniąc je bardziej nawykowymi.

Dorosły człowiek myśli i planuje większość swoich działań z wyprzedzeniem: wie, czego chce i czego inni od niego wymagają, i planuje swoje kolejne kroki. Dotyczy to zarówno rozwiązywania skomplikowanych problemów matematycznych, jak i kwestii kupowania jedzenia na kolację. Ponadto działania często działają jako reakcja na coś: na przykład na zewnątrz jest zimno – człowiek zakłada kurtkę, w garnku gotuje się woda – zmniejsza ogień lub wyłącza kuchenkę.

Jednak oprócz powyższych, często występują spontaniczne działania: uczeń gryzie długopis podczas pisania testu, uczeń stuka palcami o powierzchnię stołu podczas myślenia o odpowiedzi, widz zaciska pięści lub zęby podczas oglądania filmu itd. Takie spontaniczne zachowania są tak powszechne jak zaplanowane sytuacje. Niektóre spontaniczne zachowania powtarzają się i z czasem stają się nawykami.

Od dawna udowodniono, że nawyki kształtują się pod wpływem pewnych ośrodków układu nerwowego, w szczególności grzbietowo-bocznej części ciała prążkowanego, której neurony są aktywowane, gdy zachodzi potrzeba udoskonalenia lub dostosowania sekwencji działań, które zaczynają stawać się nawykiem. Wsparcie dla takich procesów zapewnia ciało migdałowate i jego górna boczna część. Ośrodki mechanizmu wzmacniającego wykorzystują dopaminę jako swego rodzaju mediatora. Niedawno naukowcy postanowili sprawdzić, czy dopamina ma inne funkcje w ustalaniu spontanicznych działań.

Eksperyment przeprowadzono na gryzoniach bez celu błąkających się po ciemnym pomieszczeniu. W mózgach gryzoni syntetyzowano białko, które świeciło, gdy podawano dopaminę: światło było rejestrowane przez wbudowane urządzenie światłowodowe. Wszystkie działania szczurów były rejestrowane kamerą wideo.

Poziom dopaminy u gryzoni stale się zmieniał z różną intensywnością. Przy niewielkim wzroście poziomu szczury lekko podskakiwały, ale generalnie pozostawały spokojne. Przy silnym wzroście dopaminy gryzonie dramatycznie zmieniały swoje zachowanie: stawało się spontaniczne i różnorodne. Szczury stawały na nogach, kręciły głowami, poruszały się chaotycznie itd. Co ciekawe, takie spontaniczne ruchy powtarzały się przez kilka minut po zakończeniu skoku. Tak więc wzrost dopaminy stymulował zwierzę do losowych działań, po czym działało ono w sposób konsolidujący, jakby rozwijało nawyk. Na przykładzie gryzoni udało się wykazać, w jaki sposób wpływ dopaminy na poziomie komórek nerwowych i obwodów neuronalnych przekłada się na zachowanie.

Okazuje się, że dopamina zmienia zachowanie w kierunku spontanicznej różnorodności, a jednocześnie naprawia poszczególne elementy tej różnorodności, działając w różnych kierunkach.

Wyniki badań opublikowano na łamach czasopisma Nature