報酬と中毒の概要

An Introduction to Reward and Addiction
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An Introduction to Reward and Addiction

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09:44 min
April 30, 2023

Overview

結果は、私たちの行動を制御するに主要な役割を果たします。その結果が報酬の場合、関連付けられている動作が奨励しています。報酬は、快感、お金、食品などさまざまな形で来ることができます。 しかし、時々 個人の否定的な結果にもかかわらず、強迫的な行動に従事、この状態が中毒として知られています。中毒性の物質の管理が、摂取量を制限することで制御の損失を最終的に引き起こす神経やりがいです。科学者たちは、これらの概念の背後にあるメカニズムをより深く理解し、その後薬物乱用障害の治療に新しい治療法の開発を目指しています。

ゼウスの紹介報酬や中毒では、報酬経路の神経解剖学的構成について説明します。 これがどのように私たちの脳の化学薬物使用への応答の変化などの行動の研究者によって重要な質問のいくつかを続きます。 自己管理のプロトコルのような分野で採用されているツールのいくつかの顕著な方法レビューします。最後に、ビデオは興味調査報酬や中毒のラボでの実験例について説明します。

Procedure

人間と動物頻繁報酬によって動機づけられている動作に従事します。このような動作の例は、やりがいのある物質による楽しい気持ちのための繰り返しが多い増加の摂取量です。報酬の 2 つのタイプがある: 自然、人工。自然な報酬の例は食糧および社会的な相互作用、人工的な報酬は、薬物やアルコールの使用から来ることができるに対しです。

中毒は、有機体が否定的な結果に直面することにもかかわらず強迫的な行動で従事する状態です。この動作の種類は、やりがいのある神経と最終的に中毒性の物質の摂取量を制限することで制御の損失を引き起こします。このビデオ報酬経路の神経解剖学を紹介、紹介報酬や中毒者のキーの質問、いくつかの重要な方法について説明します、この分野のアプリケーションについて説明します。

まず脳の報酬プロセスにとって重要ないくつかのキーの解剖学的構造を学習してみましょう。これはあなたの脳を半分にスライスします。色付きの領域は、具体的には報酬に反応を制御する主回路である中脳辺縁系ドパミン神経として知られている報酬の細道の一部です。あなたは最初の喜びを経験、あなたの脳はドーパミンと呼ばれる神経伝達物質を解放します。

ドーパミンは、主に中脳の腹側被蓋野、または VTA で発見します。VTA ドーパミン脳の多くの領域に送信するよう: 扁桃体、感情を調整します。側坐核、運動機能をコントロールします。海馬で記憶が形成されます。前頭前野、意思決定と注意を重要なエリア。

これら領域をすべて仕組みは一緒にやりがいのある気持ちに?ケーキを食べることについて考えます。かみ傷を取ると、すぐに、VTA はすべてのこれらの領域にドーパミンを解放します。扁桃体は、”これはおいしい… これは私非常に幸せな今、”、海馬、記憶だったが、そのパーティーなどあなたがケーキを持っていた経験の詳細については。

あなたの前頭前野ケーキに焦点を絞ることができます。ときとして知られている「快楽中枢、「側坐核を刺激すると、フォークをピックアップし別一口取るが発生します。あまりにも頻繁に繰り返される場合、習慣性の動作を引き起こす可能性が、これら継続的な楽しい気持ちを引き起こして、各かみ傷と報酬システムを再アクティブ化します。

今では報酬の解剖学的経路を確認しましたところ、いくつかの基本的な質問報酬や中毒者今日見てみましょう。

まず、薬が化学および機能とは、体内に入るとき変更を起こる結果として?コカインのような薬剤刺激、脳の報酬系を与え過ぎる。それに流れるドーパミンの分子として水で大きい台所の流しとしてあなたの脳だと思う。ゴム栓と排水をブロックすると、水はオーバーフロー、シンク外に流出します。コカインは、あなたの脳のこのゴムのストッパーとして機能します。ドーパミンは、脳の自然循環しています。コカイン分子はドーパミン ・ トランスポーターをブロックし、ニューロンにドーパミンの自然再取り込みを停止します。これはシナプスのドーパミンの大過剰を引き起こします。ドーパミンのこの「オーバーフロー」は、喜びと幸福感を引き起こします。

この分野の研究者によってもたらされる別の質問: どのような原因の再発ですか?中毒は、中毒やどんちゃん騒ぎにつながる報酬感を感じる物質を模索する強制として特徴づけられています。物質へのアクセスを阻止すると、不眠症や不安、再発につながることがありますへの渇望感が続くなどの不快な禁断症状を発生します。再発は薬物乱用で非常に共通、通常再び薬物を使用する個々 のドライブ環境の影響の研究に興味のある研究者。

このフィールドで頻繁に提案した最後の質問です: 中毒を関連付けられているどのような種類の動作ですか?ラットでは、絞りを含む食品ペレットを決める必要があります、薬物の影響下にあるときに任意の正確な意思決定をすることが困難になります。さらに、注意と衝動のコントロールの欠如が一般的に中毒中観察し、研究者は中毒性の物質のこれらの行動の効果の背後にあるメカニズムを勉強に興味があります。

あなたが持っている重要な質問のいくつかのための感じは、報酬や中毒者尋ねた、それらに答えるため著名な手法のいくつかを見てみましょう。自己管理研究は、このフィールドは、コカインなどの薬物が脳に接続されているカニューレを通じて動物によって管理されている非常に一般的です。光四角形とレバーの使用薬の可用性を信号し、レバーを押す頻度に応じて制御薬物摂取する動物を許可します。

報酬とやる気を起こさせる行動を研究する頻繁に使用される別の方法は「場所選好を完備」と呼ばれるこのメソッド通常は 3 つの段階、慣れから始まる、ラットが約 20 分間 2 部屋のケージに配置されます。ラットでは、薬物または報酬配信と光とレバーを関連付ける方法を学習します。エアコンの段階でラットを繰り返し薬または生理食塩水のどちらかを受信するレバーを押すことができますケージの 1 つの側面に限られているので、センター パネルはブロックされます。最後に、場所の設定段階では、ラットを移動できます自由に両方の区画に。科学者動物は各区画に費やす時間の量を比較する必要があります。通常、動物は薬とコンパートメントでより多くの時間を費やしています。

最後に、報酬行動の勉強の広く使用されている方法は、オペラント条件づけです。このタイプのエアコンは、正または負の結果の動作を関連付けるしようとします。たとえば、報酬として食品ペレットを受け取る彼ラットは、青いボタンを押すと、罰として穏やかな感電を受け取る彼彼は赤のボタンを押したとき。

今、あなたは、いくつかの一般的な研究のアプローチに精通しているから、報酬や中毒の研究のいくつかのアプリケーションを見てみましょう。

マイクロダイアリシスを介して動物にエタノールの自己管理は、薬物やアルコールの薬理作用を理解する正確な方法です。ラットの脳にカニューレをはめ込むことによって開始し、テザーを添付します。ラットは、エタノール溶液を self-administers、異なる時点で脳内の薬物濃度の精密測定に脳脊髄液を簡単抽出マイクロダイアリシス設定ことができます。

残念ながら、薬物使用に再び再燃する常習者のために非常に一般的です。フット ショック復職と呼ばれる実験的モデルを通じて再発の神経生物学を研究することができます。このタイプの調査は、オペラントの応答を実行したり、レバーを押すと、コカインのような薬剤を取得する動物を訓練します。その後、もはや薬のレバー押しを強化することでこの現象が消滅しました。最後に、薬剤追求の行動は動物電気フット ショックなどのストレス キューを公開することで復活です。

報酬や中毒の研究の別のアプリケーションは、2 肢選択ピッチ弁別課題を用いたオペラント行動テストです。このタスクは、レバーを押すと聴覚手がかりを関連付けるに動物を訓練して、意思決定や注意力、動機などの複数の認知機能を調べることができます。各レバーを押す、動物は報酬として砂糖ペレットが表示されます。このタイプの調査は、さまざまな中毒や薬物乱用を調査する使用ことができます。

ゼウスの紹介報酬や中毒を見てきただけ。このビデオでは、いくつかの報酬や中毒の研究者や、フィールドで使用される一般的な方法によってキーの質問報酬経路を確認しましたところ。見てくれてありがとう!

Transcript

Humans and animals frequently engage in behavior, which is motivated by reward. An example of such a behavior is increased intake, which is often repeated due to pleasurable feelings induced by the rewarding substance. There are two types of rewards: natural and artificial. Examples of natural rewards are food and social interactions, whereas artificial rewards can come from the use of drugs or alcohol.

Addiction is a state in which an organism engages in compulsive behavior despite being faced with negative consequences. This type of behavior is neurochemically rewarding, and ultimately causes a loss of control in limiting intake of an addictive substance. This video presents the neuroanatomy of the reward pathway, introduces key questions asked by reward and addiction researchers, describes some prominent methods, and discusses applications in this field.

Let’s begin by learning a few key anatomical structures that are important for how the brain processes reward. This is your brain sliced in half. The colored areas are a part of the reward pathway, more specifically known as the mesolimbic dopamine system, which is the primary circuit that controls responses to rewards. When you first experience pleasure, your brain releases a neurotransmitter called dopamine.

Dopamine is primarily found in the ventral tegmental area, or VTA, in the midbrain. The VTA sends dopamine to many areas in the brain, such as: the amygdala, which regulates emotions; the nucleus accumbens, which controls motor functions; the hippocampus, where memories are formed; and the prefrontal cortex, an important area for decision-making and attention.

How do all these areas work together to make rewarding feelings? Think of eating a piece of cake. As soon as you take a bite, the VTA releases dopamine to all of these regions. Your amygdala tells you “This is delicious…this makes me very happy right now,” and your hippocampus then remembers details about the experience, such as whose party it was where you had the cake.

Your prefrontal cortex helps focus your attention on the cake. When the nucleus accumbens, also known as the “pleasure center,” is stimulated, it causes you to pick up your fork and take another bite. Your reward system is reactivated with each bite, causing these continued pleasurable feelings, which can cause addictive behavior if repeated too often.

Now that we’ve reviewed the anatomical pathway of reward, let’s examine some of the fundamental questions asked by reward and addiction researchers today.

To begin, when drugs enter the body, what are the chemical and functional changes that happen as a result? Drugs like cocaine overstimulate the brain’s reward system. Think of your brain as a large kitchen sink with water as dopamine molecules flowing through it. If you block the drain with a rubber stopper, the water will overflow and spill out of the sink. Cocaine acts like this rubber stopper in your brain. Dopamine naturally circulates in the brain. Cocaine molecules block the dopamine transporter and stop the natural reuptake of dopamine into the neurons. This causes a large excess of dopamine in the synapse. This “overflow” of dopamine causes feelings of pleasure and euphoria.

Another question posed by researchers in this field is: what causes relapse? Addiction has been characterized as the compulsion to seek out a substance to feel a sense of reward leading to intoxication or binge. When access to the substance is prevented, it causes unpleasant withdrawal symptoms, such as insomnia or anxiety, followed by a sense of craving which may lead to relapse. Relapse is very common in substance abuse, and researchers are interested in studying environmental influences that typically drive an individual to use the drug again.

A final question frequently proposed in this field is: what types of behaviors are associated with addiction? When a rat must decide which aperture contains the food pellet, it becomes harder to make any accurate decisions when under the influence of a drug. In addition, lack of attention and poor impulse control are commonly observed during addiction, and researchers are interested in studying the mechanisms behind these behavioral effects of addictive substances.

Now that you have a feel for some of the key questions asked by reward and addiction researchers, let’s look at some of the prominent methods used to answer them. Self-administration studies are very common in this field, where a drug, such as cocaine, is administered by the animal through a cannula attached to its brain. The use of light cues and levers signal the availability of the drug, and allow the animal to control drug intake depending on how often it presses the lever.

Another method frequently used to study reward and motivational behavior is called “conditioned place preference.” This method typically has three stages, which begins with habituation, where the rat is placed in a two-chamber cage for about 20 minutes. The rat learns how to associate the light and lever with drug or reward delivery. In the conditioning stage, the center panel is blocked so the rat is confined to one side of the cage in which it can repeatedly press the lever to receive either a drug or saline. Finally, during the place preference stage, the rat can now move freely into both compartments. The scientist must now compare the amount of time the animal spends in each compartment. Typically the animal will spend more time in the compartment with the drug.

Finally, a widely used method of studying reward behavior is through operant conditioning. This type of conditioning attempts to associate a behavior with a positive or negative consequence. For example, when a rat presses a blue button he receives a food pellet as a reward, but when he presses the red button he receives a mild electric shock as a punishment.

Now that you’re familiar with some common research approaches, let’s look at some applications of reward and addiction research.

Self-administration of ethanol into an animal via microdialysis is a precise approach to better understand pharmacological effects of drugs and alcohol. You begin by implanting a cannula into a rat’s brain, and attach a tether. As the rat self-administers the ethanol solution, the microdialysis set-up allows for easy extractions of cerebral spinal fluid for precise measurements of drug concentrations in the brain at different time points.

Unfortunately, it’s very common for an addict to relapse back into drug use. Researchers can study the neurobiology of relapse through a laboratory model called foot-shock reinstatement. This type of study involves training an animal to perform an operant response, or lever press, to obtain a drug like cocaine. Subsequently, this behavior is extinguished by no longer reinforcing the lever presses with the drug. Finally, the drug-seeking behavior is reinstated by exposing the animal to a stressful cue, such as an electric foot-shock.

Another application of reward and addiction research is operant behavioral testing using a two-alternative choice pitch discrimination task. This task can examine multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, and decision-making, by training an animal to associate a lever press with an auditory cue. With each lever press, the animal will receive a sugar pellet as a reward. This type of study can be used to investigate a wide variety of addictions and substance abuse.

You’ve just watched JoVE’s introduction to reward and addiction. In this video, we’ve reviewed the reward pathway, some of the key questions asked by reward and addiction researchers, and common methods that are used in the field. Thanks for watching!