دوپامین هوشیاری را افزایش می‌دهد

گله‌ای گوزن را تصور کنید که در جنگلی در حال چریدن هستند. ناگهان، صدای شکستن شاخه‌ای در نزدیکی شان به گوش می‌رسد، و آن‌ها سر خود را بالا آورده و به اطراف نگاه می‌کنند. فکر غذا فراموش شده و حیوانات آماده شده‌اند که به هرخطری که ممکن است ظاهر شود، پاسخ دهند.

عصب شناسان دانشگاه MIT اخیرا یک مدار در مغز را پیدا کرده‌اند که معتقدند وظیفه‌ی کنترل انحراف از توجه به وقایع روزانه، به سمت تمرکز بر خطرات احتمالی را بر عهده دارد. آن‌ها همچنین دریافتند که دوپامین کلید این فرآیند است: دوپامین هنگامی که احساس خطر وجود داشته باشد، در کورتکس پری فرونتال مغز ترشح می‌شود، و باعث می‌شود این ناحیه‌ی مغز توجه خود را به قسمتی معطوف کند که به تهدیدات پاسخ می‌دهد.

برای مدت مدیدی دانشمندان فکر می‌کردند که کورتکس پری فرونتال برای توجه و عملکردهای شناختی سطح بالا (نقشه‌ریزی، الویت‌بندی، تصمیم‌گیری) حیاتی باشد. یافته‌ها نشان می‌دهد عملکرد مغز به صورتی است که دوپامین مانند سیگنالی عمل می‌کند که به روتر می‌گوید که باید اطلاعات را به مسیری بفرستند که به رفتارهای مربوط به فرار مرتبطند.

هنگامی که این مدار، از تعادل خارج شود، می‌تواند باعث شود که رفتارهای عصبی یا بدبینانه آغاز شوند، که احتمالا مبنای برخی از نشانه‌های دیده شده در اسکیزوفرنی، اضطراب، و افسردگی می‌باشند.

پاسخ به تهدید

یکی از وظایف اصلی کورتکس پری فرونتال، که زمینه‌ی فکر آگاهانه و دیگر رفتارهای شناختی پیچیده است، این است که اطلاعات را به بخش‌های مختلف مغز بفرستد.

در این مطالعه، محققین دو گروه از نورون‌ها را با استفاده از دیگر مناطق مغزی که با آن‌ها ارتباط برقرار می‌کنند، در کورتکس پری فرونتال شناسایی کردند. یکی از این گروه‌ها اطلاعات را به هسته‌ی آکومبنز Accumbens می‌فرستند، که در انگیزه و پاداش دخالت می‌کند، و دیگری اطلاعات را به Periaqueductal gray (PAG) می‌فرستد، که بخشی از ساقه‌ی مغز است. PAG در رفتارهای تدافعی مانند بی حرکت ماندن و دویدن مشارکت می‌کند. هنگامی که مغز یک رخداد خطرناک را درک می‌کند، قسمتی از مغز به نام ventral tegmental area (VTA) دوپامین را به کورتکس پری فرونتال می‌فرستد. محققان می‌خواستند مشخص کنند که دوپامین چگونه این دو گروه از نورون‌هایی که شناسایی کرده بودند را تحت تاثیر قرار می‌دهد. برای تحقق این امر، آن‌ها آزمایشی را طراحی کردند که در آن موش‌ها یاد گرفته بودند دو نشانه‌ی دیداری را تشخیص دهند، یکی مرتبط با آب شکر و دیگری شوک الکتریکی خفیف. سپس سعی کردند بفهمند هنگامی که هردو نشانه باهم ظاهر می‌شوند، چه اتفاقی می‌افتد.

آن‌ها دریافتند که اگر ترشح دوپامین را همراه با ظهور نشانه‌ها به صورت همزمان تحریک کنند، موش‌ها با احتمال بیشتری بی حرکت می‌مانند (پاسخ طبیعی آن‌ها به نشانه‌ی مربوط به شوک الکتریکی) و احتمال آن که به سمت جایگاهی که از آن آب شکر دریافت می‌کردند بسیار کاهش می‌یابد. اگر ترشح دوپامین را هنگامی که تنها یکی از نشانه‌ها ظاهر می‌شد، تحریک می‌کردند، رفتار موش تغییری نمی کرد. این امر نشان می‌دهد که نقش دوپامین آن است که هنگامی که مغز حیوان اطلاعات متضاد دریافت می‌کند، پاسخ مربوط به فرار را تقویت کند.

نورون‌های دسته‌ی مربوط به پاداش‌، سیگنال‌دهی خود را به شدت کاهش دادند، و این امر توجه به پاداش را بسیار مشکل می‌سازد. آزمایشات بیشتر نشان می‌دهد که دوپامین با تنظیم نسبت سیگنال به نویز در قسمت پری فرونتال مغز، عمل می‌کند. نویز را به صورت فعالیت تصادفی نورون‌ها و سیگنال را به صورت ورود اطلاعات معنادار تعریف می‌کنیم. هنگامی که نورون‌های متصل به PAG همزمان با یک محرک تهدید کننده، دوپامین دریافت می‌کنند، سیگنال آن‌ها افزایش یافته و نویزشان کاهش می‌یابد. محققان دقیقا نمی‌دانند این اتفاق چگونه می‌افتد، اما احتمال می‌دهند که دوپامین احتمالا نورون‌های دیگر را فعال می‌کند که به کمک این نورن‌ها بیایند تا سیگنال‌هایی که در حال آمدن به سمت نورون‌های متصل به PAG هستند را تقویت، و فعالیت نورون‌هایی که به هسته‌ی اکومبنز اطلاعات می‌فرستند را سرکوب کنند.

تطبیق پذیری برای بقا

این مدار مغزی می‌تواند به حیوانات کمک کند که شانس بیشتری برای رهایی از شرایط تهدید کننده داشته باشند. هرگونه نشانه‌ی خطر، می‌تواند یک رانش دوپامینی در کورتکس پری فرونتال ایجاد کند. سپس این دوپامین باعث می‌شود که احتیاط و آمادگی حیوان در مقابل خطر افزایش یابد.

اختلال در تنظیمات این سوییچ که توسط دوپامین کنترل می‌شود، ممکن است در شرایط اختلالات روانی خاصی مانند اسکیزوفرنی دخیل باشند. در بین اثرات دیگر، دوپامین بیش از حد، می‌تواند مغز را وادار کند که بیش از حد به ورودی‌های منفی توجه کند. این امر می‌تواند منجر به بدبینی شود که در اغلب موارد در بیماران اسکیزوفرنی یا مضطرب دیده می‌شود.

منبع: پایگاه خبری دانشگاه MIT