Dopaminin birçok rolü açıklandı

  Beyindeki nörotransmitterler arasında dopamin neredeyse efsanevi bir statü kazanmıştır. Onlarca yıllık araştırma, öğrenme, motivasyon ve hareket dahil olmak üzere görünüşte alakasız birkaç beyin işlevine katkısını ortaya koydu ve tek bir nörotransmiterin nasıl bu kadar farklı rol oynayabileceği sorusunu gündeme getirdi.

  Dopaminin çeşitli işlevlerini çözmek, kısmen insanların ve diğer memelilerin gelişmiş beyinlerinin, tümü oldukça karmaşık devrelere gömülü farklı türde dopamin nöronları içermesi nedeniyle zorlu olmuştur. Yeni bir çalışmada, Rockefeller'den Vanessa Ruta ve ekibi, nöronları ve bağlantıları ayrıntılı olarak haritalanmış olan meyve sineğinin çok daha basit beynine bakarak sorunun derinliklerine iniyor.

   İnsanlarda olduğu gibi, bir sineğin dopamin nöronları, belirli bir kokuyu belirli bir sonuca bağlamalarına yardımcı olarak, öğrenme için bir sinyal sağlar. Örneğin elma sirkesinin şeker içerdiğini öğrenmek, hayvanların bu kokuyla bir sonraki karşılaşmalarında gelecekteki davranışlarını şekillendirmeye hizmet eder. Ancak Ruta'nın ekibi, aynı dopamin nöronlarının, hayvanın devam eden davranışıyla da güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu keşfetti. Bu dopamin nöronlarının aktivitesi, sadece hareketin mekaniğini kodlamakla kalmaz, bunun yerine gerçek zamanlı olarak sineğin eylemlerinin altında yatan motivasyonu veya hedefi yansıtır gibi görünür. Başka bir deyişle, hayvanlara uzun vadeli dersler veren aynı dopamin nöronları, aynı zamanda, anbean takviye sağlayarak, sinekleri faydalı bir eylemle devam etmeye teşvik eder.

   Nature Neuroscience'da bulguları yayınlayan Ruta, "Dopaminin yaptığının iki farklı yönü olan öğrenme ve motivasyon arasında yakın bir bağlantı var gibi görünüyor" diyor .

Devamlı öğrenme

   Kokular sinekler için önemlidir. Mantar gövdesi adı verilen koku alma öğrenme için bir beyin merkezi, onlara hangi kokuların lezzetli şeker anlamına geldiğini öğretmekten sorumludur. Burada üç tip nöron bir araya gelir: Kokulara tepki veren Kenyon hücreleri, beynin geri kalanına sinyal gönderen çıkış nöronları ve dopamin üreten nöronlar. Sinek bir kokuyla karşılaştığında ve ardından bir şeker ödülü aldığında, hızlı bir dopamin salınımı mantar gövdesinin nöronları arasındaki bağlantıların gücünü değiştirir, esasen sineğin yeni ilişkiler kurmasına ve bu kokuya gelecekteki tepkisini değiştirmesine yardımcı olur.

   Ancak Ruta ve meslektaşları, ödüllerin yokluğunda bile devam eden dopamin sinyalini fark ettiler. Sineklerin çağrışımları öğrenmesine yardımcı olan aynı nöronlar, hayvan hareket ettikçe sık sık ateşleniyordu. "Bu soruyu gündeme getirdi, bu nöronlar hayvanın bacaklarını nasıl hareket ettirdiği gibi hareketin belirli yönlerini mi temsil ediyor, yoksa hayvanın amacı gibi başka bir şeyle mi ilgililer?" diyor Ruta.

   Ekip, bunu bulmak için, meyve sineklerinin koku alma ortamında gezinebildiği, koşu bandına benzer bir topun üzerinde yürürken beyin aktiviteleri başlarının üzerinde bir mikroskopla izlendiği bir sanal gerçeklik sistemi geliştirdi. Bir hava akımı, kokuları küçük bir tüp aracılığıyla iletir. Sinek, elma sirkesi gibi çekici bir koku aldığında yönünü değiştirir ve rüzgara karşı kaynağa doğru hareket etmeye başlar.

   Bu sistemi kullanarak araştırmacılar, sineğin beyin aktivitesini farklı koşullar altında inceleyebildiler. Dopamin nöronlarının aktivitesinin, hareketleri olduğu gibi yansıttığını, ancak yalnızca sinekler sadece gezindiklerinde değil, amaca yönelik izleme yaptıklarında olduğunu buldular.

   Araştırmacılar dopamin nöronlarının aktivitesini baskıladıklarında, hayvanlar açlıktan ölürken bile kokuyu takip etmelerini azalttı ve bu nedenle gıda ile ilgili kokulara daha fazla ilgi duydular. Buna karşılık, yiyeceklere kayıtsız, tamamen beslenmiş sineklerde nöronları aktive etmek, onları aktif olarak kokunun peşinde koşmaya itti.

   Birlikte, bulgular bir dopamin yolunun iki işlevi nasıl gerçekleştirebileceğini ortaya koyuyor: Devam eden davranışları hızla şekillendirmek için motivasyonel sinyalleri iletmek ve aynı zamanda öğrenme yoluyla gelecekteki davranışlara rehberlik etmek için öğretici sinyaller sağlamak. Ruta, "Tek bir yolun nasıl farklı esnek davranış biçimleri üretebileceğine dair daha derin bir anlayış sağlıyor" diyor.

   Bir sonraki adım, diğer nöronların herhangi bir zamanda bir dopamin patlamasının ne anlama geldiğini nasıl bildiğini anlamaktır. Bir olasılık, diyor Ruta, öğrenmenin çoğu zaman düşünülenden daha sürekli, dinamik bir süreç olduğunu söylüyor: Kısa zaman dilimlerinde, hayvanlar her adımda davranışlarını sürekli olarak değerlendirir, sadece son çağrışımları değil, aynı zamanda onları oraya götüren eylemleri de öğrenir.