Jutalmazási rendszer - Reward system

A jutalmazási rendszer (a mezokortikolimbikus kör) olyan idegi struktúrák csoportja, amelyek felelősek az ösztönző figyelemfelkeltésért (azaz "akarás"; jutalom és motiváció iránti vágy vagy vágy), az asszociatív tanulás (elsősorban pozitív megerősítés és klasszikus kondicionálás ) és pozitív értelemben vett érzelmek , különösen azokat, amelyek örömet mint a központi eleme (pl öröm , eufória és ecstasy ). A jutalom az inger vonzó és motiváló tulajdonsága, amely étvágygerjesztő viselkedést, más néven megközelítési viselkedést és fogyasztó viselkedést vált ki. A jutalmazó inger leírása szerint "minden olyan inger, tárgy, esemény, tevékenység vagy helyzet, amely potenciálisan arra késztet minket, hogy közeledjünk hozzá és elfogyasszuk, definíció szerint jutalom". Az operant kondicionálás során a jutalmazó ingerek pozitív erősítőként működnek ; azonban a fordított állítás is igaz: a pozitív megerősítők kifizetődőek.

Példák az elsődleges jutalmakra. Az óramutató járásával megegyezően a bal felső sarokban: víz, étel, szülői gondoskodás és szex.
Függőség és függőség szószedet
  • függőség - biopszichoszociális rendellenesség, amelyet a kábítószerek (köztük az alkohol) tartós használata jellemez a jelentős károk és káros következmények ellenére
  • függőséget okozó kábítószer - pszichoaktív anyagok, amelyek ismételt használatával jelentősen magasabb arányban fordulnak elő kábítószer -fogyasztási zavarokkal, nagyrészt a kábítószer agyi jutalmazó rendszerekre gyakorolt ​​hatásának köszönhetően
  • függőség - adaptív állapot, amely elvonási szindrómával jár együtt az inger ismételt expozíciójának megszűnésekor (pl. gyógyszerfogyasztás)
  • gyógyszer -szenzibilizáció vagy fordított tolerancia - a gyógyszer adott dózisban történő ismételt alkalmazásából származó fokozódó hatása
  • kábítószer -elvonás - olyan tünetek, amelyek az ismételt kábítószer -használat abbahagyásakor jelentkeznek
  • fizikai függőség - függőség, amely tartós fizikai -szomatikus elvonási tünetekkel jár (pl. fáradtság és delírium tremens )
  • pszichológiai függőség - függőség, amely érzelmi -motivációs elvonási tünetekkel jár (pl. diszfória és anhedonia )
  • erősítő ingerek - olyan ingerek, amelyek növelik a velük párosított viselkedések megismétlődésének valószínűségét
  • jutalmazó ingerek - olyan ingerek, amelyeket az agy önmagában véve pozitívnak és kívánatosnak vagy közeledőnek értelmez
  • szenzibilizáció - erősített válasz az ingerre, amelyet az ismételt expozíció okoz
  • anyaghasználati zavar - olyan állapot, amelyben az anyagok használata klinikailag és funkcionálisan jelentős károsodáshoz vagy szorongáshoz vezet
  • tolerancia - a gyógyszer csökkenő hatása, amelyet az adott dózis ismételt alkalmazása okoz

A jutalmazási rendszer arra ösztönzi az állatokat, hogy közeledjenek az ingerekhez, vagy olyan magatartást tanúsítsanak, amely növeli az erőnlétet (szex, energiasűrű ételek stb.). A legtöbb állatfaj túlélése a jótékony ingerekkel való maximális érintkezéstől és a káros ingerekkel való érintkezés minimalizálásától függ. A jutalom megismerése a túlélés és a szaporodás valószínűségének növelését szolgálja az asszociatív tanulás, a szemlélet és a fogyasztói magatartás kiváltásával, valamint a pozitív értékű érzelmek kiváltásával . Így a jutalom olyan mechanizmus, amely az állatok adaptív alkalmasságának növelését segítette elő. A kábítószer- függőségben bizonyos anyagok túlzottan aktiválják a jutalmazási áramkört, ami kényszeres anyagkeresési magatartáshoz vezet, amely a kör szinaptikus plaszticitásából adódik.

Az elsődleges jutalmak egyfajta jutalmazó ingerek, amelyek megkönnyítik önmaguk és utódaik túlélését , és magukban foglalják a homeosztatikus (pl. Ízletes étel ) és a reproduktív (pl. Szexuális kapcsolat és szülői befektetés ) jutalmakat. A belső jutalmak feltétel nélküli jutalmak, amelyek vonzóak és motiválják a viselkedést, mert eleve élvezetesek. A külső jutalmak (pl. Pénz, vagy látás, hogy kedvenc sportcsapata nyer egy játékot) olyan feltételes jutalmak, amelyek vonzóak és motiválják a viselkedést, de eredendően nem kellemesek. A külső jutalmak motivációs értéküket a megtanult asszociáció (azaz kondicionálás) eredményeként nyerik, belső jutalmakkal. A külső jutalmak örömet is okozhatnak (pl. Eufóriát a sok pénz nyeréséből a lottón), miután klasszikusan belső jutalmakhoz kötötték őket.

Meghatározás

Az idegtudományban a jutalmazási rendszer olyan agyi struktúrák és idegpályák gyűjteménye, amelyek felelősek a jutalommal kapcsolatos megismerésért, beleértve az asszociatív tanulást (elsősorban a klasszikus kondicionálást és az operáns megerősítést ), az ösztönző figyelemfelkeltést (azaz a motivációt és a "vágyást", a vágyat vagy jutalom iránti vágy), és pozitív értelemben vett érzelmek , különösen olyan érzelmek, amelyek örömmel járnak (azaz hedonikus "tetszés").

A jutalom "vágyakozó" vagy vágykomponensével kapcsolatos viselkedés leírására általánosan használt kifejezések közé tartozik az étvágygerjesztő viselkedés, a megközelítési magatartás, az előkészítő viselkedés, az instrumentális viselkedés, az előrelátó viselkedés és a keresés. A jutalom "tetszés" vagy örömkomponensével kapcsolatos viselkedés leírására általánosan használt kifejezések közé tartozik a fogyasztó magatartás és a befogadó viselkedés.

A jutalmak három fő funkciója az a képesség, hogy:

  1. asszociatív tanulást (azaz klasszikus kondicionálást és operant megerősítést ) produkálni ;
  2. befolyásolja a döntéshozatalt és indukálja a megközelítési viselkedést (a motiváló figyelem felkutatásával jutalmazó ingerekhez);
  3. kiváltani pozitívan valenciájúként érzelmek, különösen öröm.

Neuroanatómia

Áttekintés

A jutalmazási rendszert alkotó agyi struktúrák elsősorban a cortico-bazális ganglionok-thalamo-corticalis hurkon belül helyezkednek el ; a hurok bazális ganglion része hajtja a tevékenységet a jutalmazási rendszeren belül. A jutalmazási rendszeren belül a struktúrákat összekötő utak többsége glutamatergikus interneuronok , GABAerg közepes tüskés neuronok (MSN -ek) és dopaminerg vetületi neuronok , bár más típusú vetületi neuronok is hozzájárulnak (pl. Orexinerg projekciós neuronok). A jutalmazási rendszer magában foglalja a ventrális tegmentális területet , a ventralis striatumot (azaz a nucleus accumbens -t és a szaglógumót ), a dorsalis striatumot (azaz a caudate -magot és a putament ), a substantia nigra -t (azaz a pars compacta és pars reticulata ), a prefrontális kéreget , elülső cinguláris kéreg , izolált kéreg , hippocampus , hypothalamus (különösen az orexinerg mag az oldalsó hypothalamusban ), thalamus (több mag), szubtalamikus mag , globus pallidus (mind külső, mind belső ), ventralis pallidum , parabrachiális mag , amygdala és a kiterjesztett amygdala többi része . A raphe dorsalis és kisagy tűnnek modulálják egyes formáit jutalom kapcsolódó megismerés (azaz asszociatív tanulás , motivációs kiugró , és a pozitív érzelmek ) és a viselkedés is. A laterodorzális tegmentális nucleus (LTD) , pedunculopontine nucleus (PPTg) , és oldalirányú habenulában (LHB) (mind közvetlenül, másrészt közvetve, a rostromedial tegmentális nucleus ) is képesek kiváltani averzív kiemeljük és ösztönző kiugró keresztül nyúlványok a ventrális tegmentális területen ( VTA). Mind az LDT, mind a PPTg glutaminerg vetületeket küld a VTA -nak, amelyek szinapszisba kerülnek a dopaminerg idegsejteken, és mindkettő ösztönző figyelemfelkeltést eredményezhet. Az LHb glutaminerg projekciókat küld, amelyek többsége szinapszis a GABAergic RMTg neuronokon, amelyek viszont gátolják a dopaminerg VTA neuronokat, bár néhány LHb vetület a VTA interneuronokon végződik. Ezeket az LHb előrejelzéseket mind az averzív ingerek, mind a várt jutalom hiánya aktiválja, és az LHb gerjesztése idegenkedést válthat ki.

A legtöbb dopamin útvonal (azaz azok az idegsejtek, amelyek a dopamin neurotranszmitter segítségével kommunikálnak más idegsejtekkel), amelyek a ventrális tegmentális területről kilépnek, a jutalomrendszer részét képezik; ezeken az utakon a dopamin a D1-szerű receptorokra vagy a D2-szerű receptorokra hat , vagy stimulálja (D1-szerű), vagy gátolja (D2-szerűen) a cAMP termelését . A GABAerg közepes tüskés neuronok a striatum komponensei a jutalmazási rendszer is. A szubtalamikus magban, a prefrontális kéregben, a hippocampusban, a thalamusban és az amygdala glutamatergikus vetületi magjai a jutalmazó rendszer más részeivel kapcsolódnak a glutamát útvonalakon keresztül. A mediális előagy -köteg , amely számos idegi útvonal halmaza, amelyek közvetítik az agyi stimulációs jutalmat (azaz az oldalsó hipotalamusz közvetlen elektrokémiai stimulációjából származó jutalmat ), szintén a jutalmazási rendszer egyik összetevője.

Két elmélet létezik a nucleus accumbens aktivitásáról, valamint a nemzedék tetszéséről és akaratáról. A gátlási (vagy hiperpolarizációs) hipotézis azt sugallja, hogy a nucleus accumbens tonikus gátló hatást fejt ki a downstream struktúrákra, például a ventralis pallidumra, a hypothalamusra vagy a ventrális tegmentális területre, és hogy az MSN -ek gátlásában a nucleus accumbensben (NAcc) ezek a struktúrák izgatottak. " „jutalommal kapcsolatos viselkedés felszabadítása”. Míg a GABA -receptor agonisták képesek "kedvelő" és "vágyó" reakciókat kiváltani a nucleus accumbens -ben, a bazolaterális amygdala , a ventrális hippocampus és a mediális prefrontális kéreg glutaminerg bemenetei ösztönzőleg hathatnak. Továbbá, bár a legtöbb tanulmány megállapítja, hogy az NAcc idegsejtek a jutalom hatására csökkentik a tüzelést, számos tanulmány az ellenkező választ találja. Ennek eredményeként született meg a gátlási (vagy depolarizációs) hipotézis, amely azt javasolja, hogy a gerjesztés vagy az NAcc neuronok, vagy legalábbis bizonyos részhalmazai vezéreljék a jutalommal kapcsolatos viselkedést.

Az agystimulációs jutalommal kapcsolatos közel 50 éves kutatás után a szakértők igazolták, hogy az agy több tucat helyén fennmarad a koponyán belüli önstimuláció . A régiók közé tartozik az oldalsó hypothalamus és a középső elülső agykötegek, amelyek különösen hatékonyak. A stimuláció ott aktiválja a felszálló utakat alkotó szálakat; az emelkedő utak közé tartozik a mezolimbikus dopamin útvonal , amely a ventrális tegmentális területről a nucleus accumbens -re vetül ki . Számos magyarázat létezik arra, hogy a mezolimbikus dopamin út miért központi szerepet játszik a jutalmat közvetítő áramkörökben. Először is, jelentősen megemelkedik a dopamin felszabadulása a mezolimbikus útból, amikor az állatok intrakraniális önstimulációt folytatnak. Másodszor, kísérletek következetesen azt mutatják, hogy az agy-stimuláció jutalmat serkenti a megerősítése utak, amelyeket általában aktiválja a természetes jutalmak és a kábítószer-jutalom vagy koponyaűri önstimulálás fejthetnek erősebb aktiválása központi jutalmazási mechanizmusokat, mert aktiválja a jutalom központ közvetlenül, nem pedig a a perifériás idegek . Harmadszor, amikor az állatoknak addiktív gyógyszereket adnak be vagy természetes módon kifizetődő magatartást tanúsítanak, például etetést vagy szexuális tevékenységet, akkor a dopamin markáns felszabadulása következik be a nucleus accumbensben. Azonban a dopamin nem az egyetlen jutalmazó vegyület az agyban.

Kulcsút

Diagram, amely a mezokortikolimbikus ("jutalom") áramkör néhány kulcskomponensét mutatja.

Ventrális tegmentális terület

  • A ventrális tegmentális terület (VTA) fontos a jutalom jelenlétére utaló ingerekre és jelekre adott válaszokban. A jutalmazó ingerek (és minden addiktív gyógyszer) úgy hatnak az áramkörre, hogy kiváltják a VTA -t, hogy dopaminjeleket bocsássanak ki az atommagba , közvetlenül vagy közvetve. A VTA -nak két fontos útja van: a limolikus (striatális) régiókra kiálló és a motivációs viselkedést és folyamatokat alátámasztó mezolimbikus út , és a mezokortikális útvonal, amely a prefrontális kéregbe nyúlik ki, alátámasztva a kognitív funkciókat, például a külső jelek tanulását stb.
  • Ebben a régióban a dopaminerg neuronok a tirozin aminosavat DOPA- vé alakítják a tirozin-hidroxiláz enzim segítségével , amelyet ezután dopaminná alakítanak a dopa-dekarboxiláz enzim segítségével .

Striatum (Nucleus Accumbens)

  • A striatum széles körben részt vesz a megtanult viselkedés elsajátításában és kiváltásában, válaszul egy kifizetődő jelzésre. A VTA a striatumra vetül, és aktiválja a GABA-ergikus közepes tüskés neuronokat a D1 és D2 receptorokon keresztül a ventrális (Nucleus Accumbens) és a háti striatumon belül.
  • A ventrális striátum (nucleus accumbens) nagyjából részt vesz a megszerzése viselkedését, amikor táplálják be a VTA, és kiváltására viselkedését, amikor táplálják be a PFC. Az NAc héj a pallidumra és a VTA -ra vetül, szabályozva a limbikus és autonóm funkciókat. Ez modulálja az ingerek megerősítő tulajdonságait és a jutalom rövid távú aspektusait. Az NAc Core a substantia nigra felé vetít, és részt vesz a jutalmazó magatartás kialakításában és kifejezésében. Részt vesz a térbeli tanulásban, a feltételes válaszban és az impulzív választásban; a jutalom hosszú távú elemei.
  • A háti striatum részt vesz a tanulásban, a háti mediális striatum a célirányos tanulásban, a háti oldalsó striatum pedig a pavlovi válasz alapjául szolgáló inger-válasz tanulásban. Inger által történő ismételt aktiváláskor a Nucleus Accumbens aktiválhatja a háti striatumot egy intrastriatális hurkon keresztül. A jelek átvitele az NAc -ről a DS -re lehetővé teszi, hogy a jutalommal kapcsolatos jelek aktiválják a DS -t anélkül, hogy maga a jutalom jelen lenne. Ez aktiválhatja a sóvárgást és a jutalomkereső viselkedést (és felelős a visszaesés kiváltásáért a függőség absztinenciája során).

Prefrontális kéreg

  • A VTA dopaminerg neuronjai kivetítik a PFC -t, aktiválva a glutaminerg neuronokat, amelyek számos más régióra, köztük a Dorsal Striatumra és az NAc -re is kivetülnek, végül lehetővé téve a PFC számára, hogy közvetítse a figyelemfelhívást és a feltételes viselkedést az ingerekre válaszul.
  • Nevezetesen, a függőséget okozó szerektől való tartózkodás aktiválja a PFC -t, a glutamatergikus kivetülést az NAc -hez, ami erős sóvárgáshoz vezet, és modulálja az absztinenciából származó függőségi viselkedések visszaállítását. A PFC a mezokortikális úton is kölcsönhatásba lép a VTA -val, és segít a környezeti jelek társításában a jutalommal.

Hippocampus

  • A Hippocampusnak számos funkciója van, beleértve az emlékek létrehozását és tárolását. A jutalmazási körben a kontextuális emlékeket és a kapcsolódó jeleket szolgálja. Végül alátámasztja a jutalmakra törekvő viselkedések visszaállítását jelzések és kontextuális kiváltók révén.

Amygdala

  • Az AMY bemenetet kap a VTA -tól, és kimeneteket küld az NAc -nek. Az amygdala fontos az erőteljes érzelmi flashbulb emlékek létrehozásában , és valószínűleg alátámasztja az erős jelzésekkel kapcsolatos emlékek létrehozását. Fontos szerepet játszik az elvonás szorongásos hatásainak közvetítésében és a függőségben megnövekedett kábítószer -fogyasztásban is.

Örömközpontok

Az öröm a jutalom összetevője, de nem minden jutalom örömteli (pl. A pénz nem okoz örömöt, ha ez a válasz nem feltételes). A természetes örömöt okozó, ezért vonzó ingereket belső jutalmaknak nevezzük, míg azokat az ingereket, amelyek vonzóak és motiválják a viselkedésmódot, de nem örömet okoznak, külső jutalmaknak nevezzük . A külső jutalmak (pl. Pénz) a megtanult asszociáció eredményeként jutalmaznak, belső jutalommal. Más szavakkal, a külső jutalmak motivációs mágnesként működnek, amelyek "vágyó", de nem "tetszés" reakciót váltanak ki, miután megszerzték.

A jutalmazási rendszer örömközpontokat  vagy hedonikus hotspotokat tartalmaz - azaz olyan agyi struktúrákat, amelyek örömet vagy „tetszésnyilvánító” reakciókat közvetítenek a belső jutalmakból. 2017 októberétől hedonikus hotspotokat azonosítottak a nucleus accumbens héj , a ventralis pallidum , a parabrachialis mag , az orbitofrontális kéreg (OFC) és az insularis kéreg alrészeiben . A gócpont a nucleus accumbens héjában a mediális héj rostrodorzális negyedében található, míg a hedonikus hidegfolt egy hátsó régióban található. A hátsó ventrális pallidum szintén hedonikus hotspotot, míg az elülső ventralis pallidum hedonikus hidegpontot tartalmaz. Az opioidok , endokannabinoidok és orexin mikroinjekciói fokozhatják a tetszést ezekben a hotspotokban. Az elülső OFC -ben és a hátsó szigeten található hedonikus hotspotokról kimutatták, hogy reagálnak az orexinre és az opioidokra, csakúgy, mint az átfedő hedonikus hidegfolt az elülső szigeten és az OFC hátsó részén. Másrészt a parabrachiális sejtmag hotspotja csak a benzodiazepin receptor agonistákra reagált.

A hedonikus hotspotok funkcionálisan összekapcsolódnak, mivel az egyik hotspot aktiválása a többi toborzását eredményezi, amint azt az azonnali korai gén , a c-Fos indukált expressziója indexálja . Ezenkívül az egyik hotspot gátlása tompítja a másik hotspot aktiválásának hatásait. Ezért úgy vélik, hogy a jutalmazási rendszeren belül minden hedonikus hotspot egyidejű aktiválása szükséges az intenzív eufória érzésének keltéséhez .

Akarás és tetszés

Étvágygerjesztő és védekező reakciók hangolása a nucleus accumbens héjában. (Fent) Az AMPA blokádhoz D1 funkció szükséges, hogy motivált viselkedést hozzon létre, függetlenül a valenciától, és a D2 funkció a védekező viselkedés kialakításához. A GABA agonizmus viszont nem igényli a dopamin receptor funkciót. (Alább) Az anatómiai régiók terjeszkedése, amelyek védekező viselkedést eredményeznek stressz alatt, és étvágygerjesztő viselkedést az otthoni környezetben az AMPA antagonizmus. Ez a rugalmasság kevésbé nyilvánvaló a GABA agonizmus esetén.

Az ösztönző figyelem a "hiányzó" vagy "vágy" attribútum, amely magában foglal egy motivációs összetevőt, amelyet a nucleus accumbens héja (NAcc shell) egy jutalmazó ingerhez rendel . A mezolimbikus útvonalból származó dopamin neurotranszmisszió mértéke erősen korrelál a jutalmazó ingerek ösztönző jellegével.

A nucleus accumbens dorsorostralis régiójának aktiválása korrelál a hiány növekedésével anélkül, hogy egyidejűleg növekedne a tetszés. Mindazonáltal a dopaminerg neurotranszmisszió a nucleus accumbens héjába nemcsak az étvágygerjesztő motivációért (azaz az ösztönző felismerésért) felelős a jutalmazó ingerek felé, hanem az averzív motivációs felismerésért is, amely eltereli a viselkedést a nemkívánatos ingerektől. A háti striatumban a D1 -et kifejező MSN -ek aktiválása étvágygerjesztő ösztönzést eredményez, míg a D2 -t kifejező MSN -ek aktiválása idegenkedést vált ki. Az NAcc -ban az ilyen kettősség nem ilyen egyértelmű, és mind a D1, mind a D2 MSN aktiválása elegendő a motiváció fokozásához, valószínűleg a VTA gátlásával, a ventralis pallidum gátlásával.

Robinson és Berridge 1993-as ösztönző-érzékenyítő elmélete azt javasolta, hogy a jutalom elkülöníthető pszichológiai összetevőket tartalmazzon: vágyat (ösztönzést) és tetszést (öröm). Egy bizonyos inger, például a csokoládé fokozódó kapcsolatának megmagyarázására két független tényező működik: a csokoládé vágya (vágy) és a csokoládé élvezeti hatása (tetszés). Robinson és Berridge szerint a vágyakozás és a tetszés ugyanazon folyamat két aspektusa, ezért a jutalmakat általában ugyanolyan mértékben akarják és szeretik. A vágy és a tetszés azonban bizonyos körülmények között önállóan is változik. Például azok a patkányok, akik nem esznek a dopamin bevétele után (elveszítik az étvágyukat) úgy viselkednek, mintha még mindig szeretik az ételt. Egy másik példában a patkányok oldalsó hipotalamuszában aktivált önstimuláló elektródák növelik az étvágyat, de több káros reakciót is okoznak az ízekhez, például a cukorhoz és a sóhoz; láthatóan a stimuláció növeli a vágyat, de nem a tetszést. Az ilyen eredmények azt mutatják, hogy a patkányok jutalmazási rendszere magában foglalja a vágyakozás és a tetszés független folyamatait. Úgy gondolják, hogy a hiányzó komponenst dopaminerg útvonalak irányítják , míg a tetszéskomponenst opiát-benzodiazepin rendszerekkel.

Jutalomellenes rendszer

Koobs & Le Moal azt javasolta, hogy létezzen külön áramkör, amely a jutalmazó viselkedés csillapításáért felel, és ezt jutalomellenes körnek nevezték. Ez az alkatrész fékként működik a jutalmazási körben, ezáltal megakadályozza az élelem, a szex stb. Túlzott üldözését. Ez az áramkör magában foglalja az amygdala több részét (a stria terminalis ágymagja, a központi mag), a Nucleus Accumbens -t és a jelet molekulák, beleértve a noradrenalint, a kortikotropint felszabadító faktort és a dynorfint. Ez az áramkör feltételezések szerint a stressz kellemetlen összetevőit is közvetíti, és így feltételezik, hogy részt vesz a függőségben és az elvonásban. Míg a jutalmazási kör közvetíti a függőség kialakulásában szerepet játszó kezdeti pozitív megerősítést, addig a jutalomellenes kör, amely később a negatív megerősítés révén dominál, motiválja a jutalmazó ingerek folytatását.

Tanulás

A jutalmazó ingerek mind a klasszikus kondicionálás (pavlovi kondicionálás), mind az operant kondicionálás (instrumentális kondicionálás) formájában ösztönözhetik a tanulást . A klasszikus kondicionálás során a jutalom feltétel nélküli ingerként hathat, amely a feltételes ingerhez társítva a kondicionált ingert mind mozgásszervi (egyszerű megközelítés és elkerülési magatartás formájában), mind vegetatív válaszokat vált ki. Az operant kondicionálás során a jutalom erősítőként hathat , mivel növeli vagy támogatja az önmagához vezető cselekvéseket. A tanult viselkedések lehetnek érzékenyek az általuk elért eredmények értékére vagy nem; azokat a viselkedési formákat, amelyek érzékenyek a cselekvés teljesítményének kimenetelének esetlegességére, valamint az eredményértékre, célirányosak , míg az esetlegességre vagy értékre érzéketlen cselekvéseket szokásoknak nevezzük . Úgy gondolják, hogy ez a megkülönböztetés a tanulás két formáját tükrözi: modellmentes és modell alapú. A modell nélküli tanulás magában foglalja az értékek egyszerű gyorsítótárazását és frissítését. Ezzel szemben a modell alapú tanulás magában foglalja az események belső modelljének tárolását és felépítését, amely lehetővé teszi a következtetést és a rugalmas előrejelzést. Bár a pavlovi kondicionálást általában modellmentesnek tartják, a kondicionált ingerhez rendelt ösztönző hangsúly rugalmas a belső motivációs állapotok változásai tekintetében.

Különálló idegrendszerek felelősek az ingerek és eredmények, a cselekvések és eredmények, valamint az ingerek és válaszok közötti összefüggések tanulásáért. Bár a klasszikus kondicionálás nem korlátozódik a jutalmazási rendszerre, a hangszeres teljesítmény ingerek általi javítása (pl. Pavlovi-instrumentális transzfer ) megköveteli a magmagokat. A szokásos és célirányos hangszeres tanulás az oldalsó striatumtól és a mediális striatumtól függ .

A műszeres tanulás során az AMPA és az NMDA receptorok, valamint a foszforilezett ERK arányának ellentétes változásai fordulnak elő a közvetlen, illetve a közvetett utakat alkotó D 1 típusú és D 2 típusú MSN -ekben . A szinaptikus plaszticitás ezen változásai és a kísérő tanulás a striatális D1 és NMDA receptorok aktiválásától függ. A D1 receptorok által aktivált intracelluláris kaszkád magában foglalja a protein-kináz A toborzását , és ennek eredményeképpen a DARPP-32 foszforilezését , az ERK-t inaktiváló foszfatázok gátlását. Az NMDA receptorok egy másik, de egymással összefüggő Ras-Raf-MEK-ERK útvonalon aktiválják az ERK-t . Egyedül az NMDA által közvetített ERK aktiváció önkorlátozott, mivel az NMDA aktiválás gátolja az ERK dezaktiváló foszfatázok PKA által közvetített gátlását is. Amikor azonban a D1 és az NMDA kaszkádok együttesen aktiválódnak, szinergikusan működnek, és az ebből eredő ERK aktiválás szabályozza a szinaptikus plaszticitást a gerinc szerkezetének átalakítása, az AMPA receptorok szállítása, a CREB szabályozása és a sejtek ingerlékenységének növelése révén a Kv4.2 gátlásán keresztül

Rendellenességek

Függőség

ΔFosB (DeltaFosB) - egy gén transzkripciós faktor - túltermelése a D1-típusú közepes tüskés neuronok a nucleus accumbens a döntő közös tényező között gyakorlatilag minden formája függőség (azaz, viselkedési addikciók és a kábítószer-függőségek ), hogy indukálja függőséggel kapcsolatos viselkedésének és idegi plaszticitás . A ΔFosB különösen elősegíti az önbeadást , a jutalomérzékenységet és a keresztszenzitizációs hatásokat bizonyos addiktív gyógyszerek és viselkedések között. A hisztonfehérje -farok bizonyos epigenetikai módosításai (azaz hisztonmódosítások) bizonyos agyi régiókban szintén ismertek, hogy döntő szerepet játszanak a szenvedélybetegségek molekuláris bázisában .

Az addiktív drogok és viselkedés kifizetődő és megerősítő (azaz függőséget okoz) a dopamin jutalmazási útjára gyakorolt ​​hatásuk miatt .

Az oldalsó hipotalamusz és a középső elülső agycsomó volt a leggyakrabban vizsgált agyi stimulációs jutalmazási hely, különösen a gyógyszerek agyi stimulációs jutalomra gyakorolt ​​hatását vizsgáló tanulmányokban. A neurotranszmitter rendszer, amelyet a legnyilvánvalóbban azonosítottak a kábítószerrel való visszaélés szokásformáló hatásaival, a mezolimbikus dopaminrendszer, amelynek efferens célpontjai a nucleus accumbensben és helyi GABAerg afferensei . Az amfetamin és a kokain jutalommal kapcsolatos hatásai a nucleus accumbens és talán a mediális prefrontális kéreg dopaminerg szinapszisaiban vannak . A patkányok azt is megtanulják, hogy a mediális prefrontális kéregbe kokain-injekciót kelljen nyomni, ami növeli a dopamin-forgalmat a nucleus accumbensben. A közvetlenül a nucleus accumbensbe befecskendezett nikotin szintén fokozza a helyi dopamin -felszabadulást, feltehetően a régió dopaminerg terminálisaira gyakorolt ​​preszinaptikus hatás révén. A nikotinreceptorok a dopaminerg sejtekhez lokalizálódnak, és a helyi nikotininjekciók növelik a dopaminerg sejtek tüzelését, ami kritikus a nikotinjutalom szempontjából. Néhány további szokásformáló gyógyszer valószínűleg csökkenti a közepes tüskés idegsejtek kimenetelét , annak ellenére, hogy aktiválja a dopaminerg vetületeket. Az ópiátok esetében a jutalomhatások legalacsonyabb küszöbértékű helye magában foglalja a GABAerg idegsejteket a ventrális tegmentális területen , amely az opiát-jutalmazó műveletek másodlagos helyszíne a nucleus accumbens közepes tüskés kimeneti neuronjain. Így a következők alkotják a jelenleg jellemzett gyógyszer-jutalom áramkör magját; GABAerg afferensek a mezolimbikus dopamin neuronokhoz (az ópiát jutalom elsődleges szubsztrátja), maguk a mezolimbikus dopamin neuronok (a pszichomotoros stimuláns jutalom elsődleges szubsztrátja), és GABAerg efferensek a mezolimbikus dopamin neuronokhoz (az opiát jutalom másodlagos helye).

Motiváció

A diszfunkcionális motivációs megjelenés számos pszichiátriai tünetben és rendellenességben jelentkezik. Az anhedóniát , amelyet hagyományosan az örömérzet csökkent képességeként határoztak meg, újra megvizsgálták, mint a tompa ösztönző jellegét, mivel az anhedon populációk többsége érintetlen „kedvelést” mutat. A spektrum másik végén a viselkedés- és kábítószer -függőségekre jellemző a fokozott ösztönző hangsúly, amely bizonyos ingerekre leszűkítve van. Félelem vagy paranoia esetén a diszfunkció a megnövekedett ellenszenvben rejlik .

Az anhedóniával kapcsolatos diagnózisok idegképes vizsgálatai az OFC és a ventrális striatum csökkent aktivitásáról számoltak be. Egy metaanalízis arról számolt be, hogy az anhedonia csökkent idegi válaszreakcióval jár a jutalom előrejelzésére a caudate magban, a putamenben, a nucleus accumbensben és a mediális prefrontális kéregben (mPFC).

Hangulati zavarok

A depresszió bizonyos típusai a motiváció csökkenésével járnak, amit a jutalomért való erőfeszítés hajlandósága értékel. Ezeket a rendellenességeket kísérletileg összefüggésbe hozták a striatum területeinek csökkent aktivitásával, és bár feltételezik, hogy a dopaminerg rendellenességek szerepet játszanak, a depresszióban a dopamin funkciót vizsgáló tanulmányok többsége következetlen eredményekről számolt be. Bár a halál utáni és az idegképekkel foglalkozó vizsgálatok eltéréseket találtak a jutalmazási rendszer számos régiójában, kevés megállapítást következetesen megismételnek. Egyes tanulmányok a jutalomhoz vagy pozitív ingerekhez kapcsolódó feladatok során csökkent NAcc, hippocampus, mediális prefrontális kéreg (mPFC) és orbitofrontális kéreg (OFC) aktivitást, valamint emelkedett bazolaterális amygdala és szubgenualis cinguláris kéreg (sgACC) aktivitást jelentettek. Ezeket az idegképalkotási rendellenességeket kevés post mortem kutatás egészíti ki, de a kevés kutatás elvégzése azt sugallja, hogy csökken az ingerlő szinapszis az mPFC -ben. Úgy tűnik, hogy a jutalommal kapcsolatos feladatok során az mPFC csökkent aktivitása a hátsó régiókra (azaz a pregenualis cinguláris kéregre ) lokalizálódik , míg a ventrálisabb sgACC hiperaktív a depresszióban.

Az állatmodellek mögöttes neurális áramkörének vizsgálatára irányuló kísérletek is ellentmondásos eredményeket hoztak. Általában két paradigmát használnak a depresszió, a krónikus társadalmi vereség (CSDS) és a krónikus enyhe stressz (CMS) szimulálására, bár sok létezik. A CSDS csökkenti a szacharóz preferenciáját, csökkenti a társadalmi interakciókat és fokozza a mozdulatlanságot a kényszer úszási tesztben. A CMS hasonlóképpen csökkenti a szacharózpreferenciát és a viselkedésbeli kétségbeesést, amint azt farokfelfüggesztéssel és kényszer úszástesztekkel értékelik. A CSDS-re fogékony állatok fokozott VTA-tüzelést mutatnak, és a VTA-NAcc-projekciók gátlása csökkenti a CSDS által kiváltott viselkedési hiányosságokat. A VTA- mPFC előrejelzések gátlása azonban súlyosbítja a társadalmi kivonulást. Másrészről a CMS -hez kapcsolódó szacharóz preferencia és immobilitás csökkenését gyengítette és súlyosbította a VTA gerjesztése, illetve gátlása. Bár ezek a különbségek a különböző stimulációs protokolloknak vagy rossz transzlációs paradigmáknak tulajdoníthatók, a változó eredmények a jutalommal kapcsolatos régiók heterogén funkcionalitásában is rejlenek.

Az mPFC optogenetikus stimulálása egészében antidepresszáns hatást vált ki. Ez a hatás a pgACC (prelimbic cortex) rágcsáló homológjánál lokalizálódik, mivel az sgACC (infralimbic cortex) rágcsáló homológjának stimulálása nem okoz viselkedési hatásokat. Ezenkívül az infralimbicus kéreg mély agyi stimulációja, amelyről úgy gondolják, hogy gátló hatású, antidepresszáns hatást is kivált. Ez a megállapítás egybevág azzal a megfigyeléssel, hogy az infralimbikus kéreg farmakológiai gátlása csökkenti a depressziós viselkedést.

Skizofrénia

A skizofrénia a motiváció hiányával jár, általában más negatív tünetek alá csoportosítva, mint például a csökkent spontán beszéd . A „kedvelés” tapasztalatairól gyakran beszámolnak, hogy érintetlenek mind viselkedési, mind idegi szempontból, bár az eredmények specifikusak lehetnek bizonyos ingerekre, például a pénzjutalmakra. Továbbá az implicit tanulás és az egyszerű jutalommal kapcsolatos feladatok is érintetlenek a skizofréniában. Inkább a jutalmazási rendszer hiányosságai nyilvánvalóak a jutalommal kapcsolatos, kognitív módon összetett feladatok során. Ezek a hiányok mind a kóros striatális, mind az OFC aktivitással, valamint a kognitív funkciókkal kapcsolatos régiók rendellenességeivel, például a dorsolateralis prefrontális kéreggel (DLPFC) kapcsolatosak.

Figyelemhiányos hiperaktív rendellenesség

Az ADHD -s betegeknél a jutalmazási rendszer alapvető vonatkozásai nem hatékonyak, ezért nehéz feladat a rendszeres tevékenységekből származó jutalom megszerzése. A rendellenességben szenvedők fokozzák a motivációt, miután a magas stimulációs viselkedés dopamin felszabadulást vált ki. E lendület és jutalom után a kiindulási szintre való visszatérés a motiváció azonnali csökkenését eredményezi.

A dopaminerg és szerotonerg funkciók károsodása az ADHD kulcsfontosságú tényezője. Ezek a károsodások végrehajtói diszfunkcióhoz vezethetnek, mint például a jutalomfeldolgozás és a motivációs diszfunkció, beleértve az anhedóniát is.

Történelem

Skinner doboz

Az első nyom a jutalmazási rendszer agyban való jelenlétére James Olds és Peter Milner baleset felfedezésével érkezett 1954 -ben. Felfedezték, hogy a patkányok olyan magatartást tanúsítanak, mint a rúd megnyomása, hogy rövid ideig tartó elektromos stimulációt biztosítsanak bizonyos helyeket az agyukban. Ezt a jelenséget intrakraniális önstimulációnak vagy agyi stimulációs jutalomnak nevezik . Általában a patkányok óránként több száz vagy ezerszer megnyomják a kart, hogy elérjék ezt az agyi stimulációt, és csak akkor állnak le, ha kimerültek. Miközben megpróbálta megtanítani a patkányokat a problémák megoldására és az útvesztők futtatására, úgy tűnt, hogy az agy bizonyos régióinak stimulálása, ahol a stimulációt észlelték, örömet okoz az állatoknak. Ugyanezt próbálták meg az emberekkel is, és az eredmények hasonlóak voltak. Annak magyarázata, hogy az állatok miért viselkednek olyan módon, amely önmaguk vagy fajuk túlélése szempontjából nem érték, az, hogy az agyi stimuláció aktiválja a jutalom alapjául szolgáló rendszert.

Egy alapvető felfedezésben, 1954-ben James Olds és Peter Milner kutatók azt találták, hogy a patkány agyának egyes régióinak alacsony feszültségű elektromos stimulációja jutalomként szolgál az állatok labirintus futására és problémák megoldására való megtanítására. Úgy tűnt, hogy az agy ezen részeinek stimulálása örömet okoz az állatoknak, és a későbbi munkákban az emberek kellemes érzésekről számoltak be az ilyen stimuláció hatására. Amikor a patkányokat Skinner dobozokban tesztelték, ahol a kar megnyomásával stimulálhatták a jutalmazási rendszert, a patkányok órákig nyomtak. A következő két évtizedben végzett kutatások megállapították, hogy ezekben a régiókban a dopamin az egyik fő vegyi anyag, amely segíti az idegi jelátvitelt, és a dopamint az agy "örömkémiai anyagának" tartották.

Ivan Pavlov pszichológus volt, aki a jutalmazási rendszert a klasszikus kondicionálás tanulmányozására használta . Pavlov a jutalmazási rendszert azzal használta fel, hogy a kutyákat étellel jutalmazta, miután meghallották a csengőt vagy más ingert. Pavlov jutalmazta a kutyákat úgy, hogy a kutyák az ételt, a jutalmat a haranghoz, az ingerhez társították. Edward L. Thorndike a jutalmazási rendszert az operant kondicionálás tanulmányozására használta. Először azzal kezdte, hogy a macskákat egy rejtvénydobozba tette, és a dobozon kívülre helyezte az ételt, hogy a macska menekülni akarjon. A macskák azon dolgoztak, hogy kiszálljanak a rejtvénydobozból, hogy eljussanak az ételhez. Bár a macskák megették az ételt, miután megszöktek a dobozból, Thorndike megtudta, hogy a macskák az étel jutalma nélkül próbáltak megszökni a dobozból. Thorndike az étel és a szabadság jutalmát használta fel a macskák jutalmazási rendszerének ösztönzésére. Thorndike ezt használta, hogy megnézze, a macskák hogyan tanultak meg menekülni a doboz elől.

Más fajok

Az állatok gyorsan megtanulnak rúdot nyomni, hogy opiát injekciót kapjanak közvetlenül a középső agy tegmentumába vagy a nucleus accumbensbe . Ugyanezek az állatok nem dolgoznak az opiátok megszerzésén, ha a mezolimbikus útvonal dopaminerg neuronjai inaktiváltak. Ebből a szempontból az állatok, akárcsak az emberek, olyan magatartásokat folytatnak, amelyek fokozzák a dopamin felszabadulását.

Kent Berridge , az affektív idegtudomány kutatója úgy találta, hogy az édes ( kedvelt  ) és keserű ( nem tetsző  ) ízek különböző orofaciális kifejezéseket produkálnak , és ezeket a kifejezéseket hasonlóan mutatják az emberi újszülöttek, orangutánok és patkányok. Ez bizonyíték volt arra, hogy az örömnek (konkrétan a tetszésnek ) objektív vonásai vannak, és lényegében ugyanaz volt a különböző állatfajok között. A legtöbb idegtudományi tanulmány kimutatta, hogy minél több dopamint szabadít fel a jutalom, annál hatékonyabb a jutalom. Ezt hívják hedonikus hatásnak, amelyet a jutalomért való erőfeszítés és maga a jutalom megváltoztathat. Berridge felfedezte, hogy a dopaminrendszerek blokkolása nem látszik megváltoztatni a pozitív reakciót valami édesre (arckifejezéssel mérve). Más szóval, a hedonikus hatás nem változott a cukor mennyisége alapján. Ez elvetette azt a hagyományos feltételezést, hogy a dopamin örömet közvetít. Még az intenzívebb dopamin-változások ellenére is úgy tűnt, hogy az adatok állandóak maradnak. Azonban egy 2019 januárjától végzett klinikai tanulmány, amely egy dopamin prekurzor ( levodopa ), antagonista ( riszperidon ) és egy placebo hatását értékelte a zenére adott jutalmazási válaszokra - beleértve a zenei hidegrázás során tapasztalt öröm mértékét, az elektrodermális változásokkal mérve tevékenység , valamint a szubjektív értékelések - azt találták, hogy a dopamin neurotranszmisszió manipulációja kétirányúan szabályozza az élvezetek megismerését (különösen a zene hedonikus hatását ) az emberi alanyokban. Ez a kutatás kimutatta, hogy a megnövekedett dopamin neurotranszmisszió elengedhetetlen feltétele a kellemes, zenére adott hedonikus reakcióknak az emberekben.

Berridge kifejlesztette az ösztönző kiemelkedési hipotézist a jutalmak hiányzó aspektusának kezelésére . Megmagyarázza a drogfüggők kényszeres kábítószer -használatát, még akkor is, ha a kábítószer már nem okoz eufóriát, és a vágyat még azután is tapasztalják, hogy az egyén befejezte az elvonást. Egyes szenvedélybetegek reagálnak bizonyos ingerekre, beleértve a kábítószerek okozta idegi elváltozásokat. Ez az érzékenység az agyban hasonló a dopamin hatásához, mert vágyakozási és tetszési reakciók lépnek fel. Az emberi és állati agy és viselkedés hasonló változásokat tapasztal a jutalmazási rendszerek tekintetében, mivel ezek a rendszerek annyira kiemelkedőek.

Lásd még

Hivatkozások

  • Young, Jared W .; Anticevic, Alan; Barch, Deanna M. (2018). "A pszichotikus rendellenességek kognitív és motivációs idegtudománya". In Charney, Dennis S .; Sklar, Pamela; Buxbaum, Joseph D .; Nestler, Eric J. (szerk.). Charney & Nestler Neurobiology of Mental Illness (5. kiadás). New York: Oxford University Press. ISBN 9780190681425.

Külső linkek