Özet: Parkinson hastalarını denek olarak kullanan yeni bir çalışma, dopamin ve serotoninin sosyal karar almada karmaşık rolünü ortaya çıkardı.
Ekip, “ültimatom oyunu” aracılığıyla, insanlarla veya bilgisayarlarla etkileşimde bulunurken insanların tercihlerinin, bu nöromodülatörler arasındaki dinamik etkileşimden etkilenerek önemli ölçüde değiştiğini keşfetti. Yenilikçi elektrot teknolojisiyle gözlemlenen bu nörokimyasal dans, sosyal etkileşimler sırasında dopamin ve serotonin düzeylerinin nasıl dalgalandığını vurgulayarak insan davranışına yeni bakış açıları ve çeşitli beyin bozukluklarının tedavisine yönelik potansiyel çıkarımlar sunuyor.
Araştırma, yalnızca karar vermenin temel süreçlerine ışık tutmakla kalmıyor, aynı zamanda psikiyatrik durumların daha kesin bir şekilde anlaşılmasına ve ele alınmasına da kapı açıyor.
Ana unsurlar:
- Çalışma, dopamin ve serotoninin sosyal bağlamlarda karar almayı etkilemek için nasıl etkileşime girdiğini gösteren yeni bir mekanizmayı ortaya koyuyor.
- Yenilikçi karbon fiber elektrotlar, insan beynindeki bu nöromodülatörlerin eşzamanlı ölçümüne olanak tanıdı ve dinamik ilişkilerine nadir bir bakış sundu.
- Bu araştırma, sosyal davranışın nörokimyasal temelinin daha derinlemesine anlaşılmasını sağladığından, psikiyatrik bozuklukların anlaşılması ve tedavisinde derin anlamlar taşıyabilir.
Kaynak: Virginia Teknolojisi
Günümüzde yapılan bir çalışmada Doğa İnsan DavranışıBilim insanları, sosyal davranışlardaki rollerini ortaya çıkarmak için insan beynindeki kimyasal nöromodülatörlerin, özellikle de dopamin ve serotoninin dünyasını araştırıyor.
Uyanıkken beyin ameliyatı geçiren Parkinson hastalarında yürütülen araştırma, motor kontrolü ve ödül işlemeyle ilişkili çok önemli bir alan olan beyindeki substantia nigra’ya odaklandı.
Virginia Tech hesaplamalı sinir bilimci Read Montague liderliğindeki uluslararası ekip, iyi bilinen bir insanın sosyal bağlama dayalı kararlar alma eğilimi için daha önce bilinmeyen bir nörokimyasal mekanizmayı ortaya çıkardı; insanların bilgisayarlardan gelen teklifleri kabul etme ve insan oyunculardan gelen aynı teklifleri reddetme olasılıkları daha yüksek.
Bir ültimatom oyunundan içgörü
Araştırmada, Parkinson hastalığı nedeniyle derin beyin stimülasyonu ameliyatı geçiren dört hasta, hem insan hem de bilgisayar oyuncularından gelen 20 dolarlık çeşitli payları kabul etmek veya reddetmek zorunda oldukları bir senaryo olan “al ya da bırak” ültimatom oyununa daldırıldı. Örneğin, bir oyuncu 16 doları elinde tutmayı teklif ederken, kalan 4 doları hasta alıyor. Eğer hasta bölünmeyi reddederse, o zaman ikisine de bir şey verilmez.
VTC’deki Fralin Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nden Virginia Tech Carilion Mountcastle profesörü ve kıdemli araştırmacı Montague, “İnsanlara bu tür oyunlarda ne yapmaları gerektiğini öğretebilirsiniz; hiç ödül almamak yerine küçük ödülleri bile kabul etmeleri gerekir” dedi. çalışmanın yazarı.
“İnsanlar bilgisayarla oynadıklarını bildiklerinde, tıpkı matematiksel iktisatçılar gibi mükemmel bir şekilde oynuyorlar; yapmaları gerekeni yapıyorlar. Ama bir insanı canlandırdıklarında kendilerine engel olamıyorlar. Çoğunlukla daha küçük teklifi reddederek cezalandırmaya yöneliyorlar.”
Dopamin-serotonin dansı
İnsanların sosyal bağlama dayalı kararlar verdiği fikri sinirsel ekonomik oyunlarda yeni bir fikir değil. Ancak şimdi, araştırmacılar ilk kez sosyal bağlamın etkisinin dopamin ve serotoninin dinamik etkileşimlerinden kaynaklanabileceğini gösteriyor.
İnsanlar karar verirken dopamin, sanki sürekli bir takip sistemiymiş gibi, mevcut teklifin bir önceki tekliften daha iyi mi yoksa daha kötü mü olduğunu yakından takip ediyor ve buna tepki veriyor gibi görünüyor. Bu arada Serotonin, yalnızca eldeki belirli teklifin mevcut değerine odaklanıyor gibi görünüyor ve bu da daha duruma göre bir değerlendirme yapılmasını öneriyor.
Bu hızlı dans, insanlar diğer insanları oynadığında dopaminin genel olarak daha yüksek olduğu, diğer bir deyişle adaletin devreye girdiği daha yavaş bir zeminde gerçekleşir. Bu sinyaller hep birlikte beynimizin sosyal etkileşimler sırasındaki genel değer değerlendirmesine katkıda bulunur.
Çalışmanın ilk yazarı, Danimarka’daki Aarhus Üniversitesi’nde klinik tıp doçenti ve Lundbeck Vakfı Üyesi ve yardımcı doçent Dan Bang, “Çeşitli bilişsel süreçlere ışık tutuyoruz ve sonunda daha ince biyolojik ayrıntılara sahip sorulara yanıt alıyoruz” dedi. Fralin Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nde.
Bang, “İnsanlar bilgisayar yerine başka bir insanla etkileşime girdiğinde dopamin seviyeleri daha yüksek oluyor” dedi. “Ve burada sosyal bağlama verilen genel tepkinin dopamine özgü olduğuna dair bize güven vermek için serotonini de ölçmemiz önemliydi.”
Montague’nin laboratuvarında kıdemli bir araştırma görevlisi olan ve çalışmanın ilk yazarını paylaşan Seth Batten, Derin Beyin Stimülasyonu ameliyatı geçiren hastalara implante edilen karbon fiber elektrotları yaptı ve New York’taki Mount Sinai Sağlık Sisteminde verilerin toplanmasına yardımcı oldu.
Batten, “Yöntemimizin benzersiz özelliği, aynı anda birden fazla nörotransmitteri ölçmemize olanak sağlamasıdır; bunun etkisinin kaybolmaması gerekir” dedi. “Bu sinyal moleküllerini daha önce görmüştük ama ilk defa onları dans ederken görüyoruz. Daha önce hiç kimse bu dopamin ve serotonin dansını sosyal bağlamda görmemişti.
Ameliyatta hastalardan kaydedilen elektrokimyasal sinyallerin anlamını ortaya çıkarmak, çözülmesi yıllar süren büyük bir zorluktu.
Çalışmanın ortak yazarı ve translasyonel sinir bilimi doçenti Ken Kishida, “Hastalardan topladığımız ham veriler dopamin, serotonin veya norepinefrine özgü değil; bunların bir karışımı” dedi ve şunları söyledi: Wake Forest Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde beyin cerrahisi.
“Temel olarak ham verilerdekileri ayırmak, imzayı anlamak ve dopamin ve serotoninde olup bitenlerin kodunu çözmek için makine öğrenimi tipi araçlar kullanıyoruz.”
İçinde Doğa İnsan Davranışı araştırmasıAraştırmacılar, dopamin ve serotoninin yükseliş ve düşüşlerinin insan bilişi ve davranışıyla nasıl iç içe geçtiğini gösterdi.
Aynı zamanda İnsan Sinirbilimi Araştırma Merkezi’nin yöneticisi olan Montague, “Model organizma dünyasında, biyolojik sorular sormaya yönelik fantastik tekniklerle dolu bir şekerci dükkânı var, ancak sizi siz yapan şeyin ne olduğuna dair sorular sormak daha zordur” dedi. ve Fralin Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nün İnsan Nörogörüntüleme Laboratuvarı.
Parkinson hastalığına çözüm
Aynı zamanda Virginia Tech College of Science’ta profesör olan Montague, “Bir noktada, yeterince insanı değerlendirdikten sonra, bize bu fırsat penceresini veren Parkinson hastalığı patolojisini ele alabileceğiz” dedi.
Parkinson hastalığında beyin sapındaki dopamin üreten nöronların önemli ölçüde kaybı, genellikle semptomların başlangıcıyla aynı zamana denk gelen önemli bir özelliktir.
Bu kayıp, dopaminin yoğun olarak etkilediği bir beyin bölgesi olan striatumu etkiler. Dopamin azaldıkça serotonin terminalleri filizlenmeye başlar ve kemirgen modellerinde gözlemlendiği gibi karmaşık bir etkileşimi ortaya çıkarır.
“Dopamin sisteminin yıpranmasının serotonin sistemine ‘Hey, bir şeyler yapmalıyız’ dediğini gösteren klinik öncesi kanıtlar zaten var. Ancak dinamikleri hiçbir zaman izleyemedik” dedi Montague.
“Şu anda yaptığımız şey ilk adım, ancak yüzlerce hastaya ulaştığımızda bunu semptomatolojiyle ilişkilendirebileceğimizi ve Parkinson patolojisi hakkında bazı klinik açıklamalar yapabileceğimizi umuyoruz.”
Bu bağlamda araştırmacılar, çok çeşitli beyin bozuklukları hakkında bilgi edinmek için bir pencere açıldığını söyledi.
Kishida, “İnsan beyni kara bir kutu gibidir” dedi. “Bu sistemlerin içine bakmak ve bu sistemlerin nasıl çalıştığını ve çeşitli klinik durumlardan nasıl etkilendiklerini anlamak için bir yol daha geliştirdik.”
Fralin Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nün genel müdürü ve araştırmaya dahil olmayan bir sinir bilimci olan Michael Friedlander şunları söyledi: “Bu çalışma, tüm sinir bilimi alanını ve insan zihnini ve beynini sorgulama yeteneğimizi, çok daha gelişmiş bir teknolojiyle değiştiriyor. sadece birkaç yıl önce hayal bile edemiyordum.
Psikiyatrinin bu yaklaşımdan yararlanabilecek bir tıp alanı örneği olduğunu söyledi.
Aynı zamanda Virginia Tech’in sağlık bilimleri başkan yardımcısı olan Friedlander, “Dünyada çeşitli psikiyatrik rahatsızlıklardan muzdarip çok sayıda insan var ve çoğu durumda farmakolojik çözümler pek işe yaramıyor” dedi. teknoloji.
“Dopamin, serotonin ve diğer nörotransmiterler bazı yönlerden bu bozukluklarla yakından ilişkilidir. Bu çaba, bu sorunları anlamak için gerçek bir kesinlik ve niceliksellik sağlar. Emin olabileceğimiz tek şey, bu çalışmanın gelecekte tedavilerin geliştirilmesi açısından son derece önemli olacağıdır.”
On yılı aşkın süredir yapım aşamasında
İnsan beynindeki nörotransmiterleri gerçek zamanlı olarak ölçme çabası, 12 yıldan fazla bir süre önce Montague’un “düşünme hakkında çok düşünen” uzmanlardan oluşan bir ekip oluşturmasıyla başladı.
Bilim insanları, insan beyninde türünün ilk örneği olan gözlemlerini şu dergide yayınladı: Nöron 2020’de araştırmacılar, dopamin ve serotoninin, insanların dünyayı nasıl algıladıklarını ve algılarına göre harekete geçmelerini şekillendirmek için saniyenin altındaki hızlarda çalıştığını ortaya çıkardı.
Daha yakın zamanlarda dergide Ekim ayında yayınlanan bir çalışmada Güncel BiyolojiAraştırmacılar, psikiyatrik bozuklukları tedavi etmek için kullanılan ilaçların uzun süredir hedefi olan beynin noradrenalin sistemi hakkında bilgi edinmek için uyanık insanlardaki kimyasal değişiklikleri kaydetme yöntemini kullandılar.
Ve Aralık ayında dergide Bilim GelişmeleriEkip, dopamin seviyelerindeki hızlı değişikliklerin, insanların ödüllerden ve cezalardan nasıl öğrendiğiyle ilgili belirli bir hesaplamayı yansıttığını ortaya çıkardı.
Montague, “Beynin farklı bölgelerindeki nörotransmiterlerin aktif ölçümlerini birçok kez yaptık ve artık bizi insan yapan önemli unsurlara değindiğimiz noktaya ulaştık” dedi.
Bu sinirbilim araştırma haberi hakkında
Soyut
İnsan substantia nigra’sındaki dopamin ve serotonin, ekonomik değişim sırasında sosyal bağlamı ve değer sinyallerini izler
Dopamin ve serotoninin sosyal davranışları yönlendirdiği varsayılmaktadır. Ancak insanlarda, sosyal etkileşim ilerledikçe nöromodülatör dinamiklerini henüz inceleyemedik. Burada, ültimatom oyunu sırasında insan substantia nigra pars reticulata’dan dopamin ve serotoninin saniyenin altında tahminlerini elde ettik.
Uyanık beyin ameliyatı geçiren Parkinson hastaları olan katılımcılar, insan ve bilgisayar oyuncularının değişen adaletteki parasal tekliflerini kabul etmek veya reddetmek zorunda kaldı. Bilgisayar koşulundan ziyade insanda yapılan teklifleri reddettiler; bu, sosyal bağlamın, serotoninin değil, daha yüksek genel dopamin düzeyleriyle ilişkili bir etkisiydi.
Sosyal bağlamdan bağımsız olarak, dopamindeki göreceli değişiklikler, teklif değerindeki deneme bazındaki değişiklikleri (ödül tahmin hatalarına benzer şekilde) takip ederken, serotonin mevcut teklif değerini takip etti.
Bu sonuçlar, bazal ganglionların ana çıktı yapılarından birindeki dopamin ve serotonin dalgalanmalarının farklı sosyal bağlam ve değer sinyallerini yansıttığını göstermektedir.
Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/serotonin-dopamine-social-decisions-25659/