Dopamin scheint für einen Moment in der Luft zu leben. Möglicherweise haben Sie in den Nachrichten davon gehört, virale Social-Media-Beiträge über „Dopamin-Hacking“ gesehen oder Podcasts darüber gehört, wie Sie die Wirkung dieses Moleküls in Ihrem Gehirn nutzen können, um Ihre Stimmung und Ihre Produktivität zu verbessern. Neuere neurowissenschaftliche Untersuchungen legen jedoch nahe, dass beliebte Strategien zur Kontrolle von Dopamin auf einer zu engen Sichtweise seiner Funktionsweise beruhen.
Dopamin ist einer der Neurotransmitter des Gehirns: winzige Moleküle, die als Botenstoffe zwischen Neuronen fungieren. Es ist dafür bekannt, Ihre Reaktion auf Belohnungen wie Essen, Sex, Geld oder die richtige Beantwortung einer Frage zu überwachen. Es gibt viele Arten von Dopamin-Neuronen im höchsten Bereich des Hirnstamms, die Dopamin produzieren und im gesamten Gehirn freisetzen. Ob die Art des Neurons die Funktion des von ihm produzierten Dopamins beeinflusst, bleibt eine offene Frage.
Neu veröffentlichte Forschungsergebnisse berichten über einen Zusammenhang zwischen dem Neuronentyp und der Dopaminfunktion, und ein Typ von Dopaminneuronen hat eine unerwartete Funktion, die wahrscheinlich die Art und Weise verändern wird, wie Wissenschaftler, Kliniker und die Öffentlichkeit diesen Neurotransmitter verstehen.
Auslösung von Dopamin-Neuronen
Dopamin ist für seine Rolle bei der Belohnungsverarbeitung bekannt, eine Idee, die mindestens 50 Jahre alt ist. Dopamin-Neuronen überwachen den Unterschied zwischen den Belohnungen, von denen Sie dachten, dass Sie sie durch ein Verhalten erhalten würden, und denen, die Sie tatsächlich erhalten haben. Neurowissenschaftler bezeichnen diesen Unterschied als Belohnungsvorhersagefehler.
Das Essen in einem Restaurant, das gerade erst eröffnet hat und wahrscheinlich nichts Besonderes zu sein scheint, zeigt, dass Prognosefehler in der Tat belohnt werden. Wenn Ihre Mahlzeit sehr gut ist, führt dies zu einem positiven Belohnungsvorhersagefehler und Sie werden in Zukunft wahrscheinlich wieder dieselbe Mahlzeit bestellen. Mit jeder Rückkehr nimmt der Fehler bei der Belohnungsvorhersage ab, bis er Null erreicht, wenn Sie ein köstliches Abendessen erwarten. Aber wenn Ihre erste Mahlzeit schrecklich war, führt das zu einem negativen Belohnungsvorhersagefehler und Sie werden wahrscheinlich nicht in ein Restaurant zurückkehren.
Dopamin-Neuronen übermitteln dem Gehirn Fehler bei der Belohnungsvorhersage über ihre Feuerungsraten und Muster der Dopaminfreisetzung, die das Gehirn zum Lernen nutzt. Sie schießen auf zwei Arten.
Unter phasischem Feuer versteht man schnelle Ausbrüche, die einen kurzfristigen Anstieg des Dopaminspiegels verursachen. Dies geschieht, wenn Sie eine unerwartete Belohnung oder mehr Belohnungen als erwartet erhalten, z. B. wenn Ihr Kellner Ihnen ein kostenloses Dessert gibt oder auf Ihrem Scheck eine süße Notiz und ein Smiley aufgedruckt ist. Das phasische Feuern kodiert Fehler bei der Belohnungsvorhersage.
Andererseits beschreibt die tonische Entladung die langsame und regelmäßige Aktivität dieser Neuronen, wenn es keine Überraschungen gibt; Es handelt sich um eine Hintergrundaktivität, die von phasischen Ausbrüchen durchsetzt ist. Das phasische Schießen ist wie die Gipfel der Berge und das tonische Schießen ist der Boden der Täler zwischen den Gipfeln.
Dopaminerge Funktionen
Die Verfolgung der Informationen, die zur Generierung von Belohnungsvorhersagefehlern verwendet werden, beschränkt sich nicht nur auf Dopamin. Ich habe alle anderen Arbeiten im Zusammenhang mit Dopamin mit Interesse verfolgt, indem ich die Bereiche des Gehirns gemessen habe, in denen sich Dopamin-Neuronen beim Menschen befinden.
Vor etwa 15 Jahren tauchten Berichte auf, dass Dopamin-Neuronen auf aversive Ereignisse reagierten – denken Sie an kurze Beschwerden wie einen Luftstoß gegen Ihr Auge, einen leichten Stromschlag oder einen Geldverlust –, was Wissenschaftler dachten, dass Dopamin nicht bewirkt. Diese Studien zeigten, dass einige Dopamin-Neuronen nur auf Belohnungen reagieren, während andere sowohl auf Belohnungen als auch auf negative Erfahrungen reagieren, was zu der Hypothese führte, dass es möglicherweise mehr als ein Dopamin-System im Gehirn gibt.
Auf diese Studien folgten bald Experimente, die zeigten, dass es mehr als einen Typ von Dopamin-Neuronen gibt. Bisher haben Forscher durch die Untersuchung ihrer genetischen Profile sieben verschiedene Arten von Dopamin-Neuronen identifiziert.
Eine im August 2023 veröffentlichte Studie war die erste, die die Dopaminfunktion anhand des Neuronensubtyps analysierte. Forscher am Dombeck Lab der Northwestern University untersuchten drei Arten von Dopamin-Neuronen und fanden heraus, dass zwei von ihnen Belohnungen und aversive Ereignisse verfolgten, während die dritte Bewegungen überwachte, beispielsweise wenn Mäuse, die ihre Schüler anfingen, schneller zu laufen.
Freisetzung von Dopamin
Die jüngste Berichterstattung in den Medien darüber, wie die Wirkung von Dopamin kontrolliert werden kann, basiert ausschließlich auf der Art der Freisetzung, die Höhen und Tiefen ähnelt. Wenn Dopamin-Neuronen in phasischen Ausbrüchen feuern, wie sie es tun, um Fehler bei der Vorhersage von Belohnungen zu signalisieren, wird Dopamin im gesamten Gehirn freigesetzt. Diese Dopaminspitzen treten sehr schnell auf, da Dopaminneuronen in weniger als einer Sekunde mehrmals feuern können.
Es gibt noch einen anderen Weg zur Dopaminausschüttung: Manchmal steigt sie langsam an, bis die gewünschte Belohnung erreicht wird. Forscher entdeckten dieses Rampenmuster vor 10 Jahren in einem Teil des Gehirns, dem Striatum. Die Steigung der Dopaminrampe zeigt den Wert einer Belohnung und den Aufwand an, der erforderlich ist, um sie zu erhalten. Mit anderen Worten: Es kodiert die Motivation.
Das Restaurantbeispiel kann auch veranschaulichen, was passiert, wenn die Dopaminfreisetzung in einem allmählichen Muster erfolgt. Wenn Sie eine Mahlzeit bestellt haben, von der Sie wissen, dass sie köstlich sein wird, und Sie darauf warten, dass sie eintrifft, steigt Ihr Dopaminspiegel stetig an. Sie erreichen ein Crescendo, wenn der Kellner das Gericht auf Ihren Tisch stellt und Sie beim ersten Bissen die Zähne ausbeißen.
Wie es zu Dopaminschüben kommt, ist noch nicht geklärt, es wird jedoch angenommen, dass diese Art der Freisetzung der Zielverfolgung und dem Lernen zugrunde liegt. Zukünftige Forschungen zur Erhöhung des Dopaminspiegels werden Einfluss darauf haben, wie Wissenschaftler Motivation verstehen und letztendlich die Ratschläge zum optimalen Abbau von Dopamin verbessern.
Dopamin(e) bei Krankheiten und Neurodiversität
Obwohl Dopamin für seine Beteiligung an Drogenabhängigkeit, neurodegenerativen Erkrankungen und neurologischen Entwicklungsstörungen wie der Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung bekannt ist, deuten neuere Forschungsergebnisse darauf hin, dass die Art und Weise, wie Wissenschaftler seine Beteiligung verstehen, möglicherweise bald aktualisiert werden muss. Von den sieben bisher bekannten Subtypen von Dopamin-Neuronen haben Forscher nur drei charakterisiert.
Es gibt bereits Hinweise darauf, dass die Entdeckung der Dopamin-Vielfalt die wissenschaftlichen Erkenntnisse über Krankheiten aktualisiert. In der aktuellen Arbeit, die den Zusammenhang zwischen Dopamin-Neuronentyp und -funktion untersucht, weisen Forscher darauf hin, dass bewegungsgesteuerte Dopamin-Neuronen bekanntermaßen am stärksten von der Parkinson-Krankheit betroffen sind, während zwei andere Typen nicht so stark betroffen sind. Dieser Unterschied könnte zu gezielteren Behandlungsmöglichkeiten führen.
Die laufende Forschung zur Aufklärung der Dopamin-Diversität wird unser Verständnis von Krankheiten und Neurodiversität wahrscheinlich weiterhin verändern und verbessern.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenseite, die sich dem Austausch von Ideen akademischer Experten widmet. Bei The Conversation handelt es sich um vertrauenswürdige Nachrichten von Experten und einer unabhängigen, gemeinnützigen Organisation. Testen Sie unsere kostenlosen Newsletter.
Es wurde geschrieben von: Kimberlee D’Ardenne, Universität von Arizona.
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Kimberlee D’Ardenne erhält derzeit Mittel von den National Institutes of Health (R21-MH130924-01) und hat in der Vergangenheit weitere Mittel von den National Institutes of Health und der National Science Foundation erhalten. Sie ist außerdem Mitglied der National Association of Science Writers und des Life Sciences Editorial Board.