1: Введение в вознаграждение и зависимость

Люди и животные часто участвуют в поведении, мотивированном вознаграждением. Примером такого поведения является повышенное потребление, которое часто повторяется из-за приятных ощущений, вызванных вознаграждающим веществом. Существует два вида поощрений: естественные и искусственные. Примерами естественного вознаграждения являются еда и социальные взаимодействия, в то время как искусственное вознаграждение может быть получено от употребления наркотиков или алкоголя.

Зависимость — это состояние, при котором организм участвует в компульсивном поведении, несмотря на то, что сталкивается с негативными последствиями. Такой тип поведения является нейрохимически полезным и в конечном итоге приводит к потере контроля над ограничением потребления вещества, вызывающего привыкание. В этом видео представлена нейроанатомия пути вознаграждения, представлены ключевые вопросы, заданные исследователями вознаграждения и зависимости, описаны некоторые известные методы и обсуждаются их применение в этой области.

Давайте начнем с изучения нескольких ключевых анатомических структур, которые важны для того, как мозг обрабатывает вознаграждение. Это ваш мозг, разрезанный пополам. Цветные области являются частью пути вознаграждения, более известного как мезолимбическая дофаминовая система, которая является первичной цепью, контролирующей реакцию на вознаграждение. Когда вы впервые испытываете удовольствие, ваш мозг выделяет нейромедиатор под названием дофамин.

Дофамин в основном обнаруживается в вентральной тегментальной области, или ВТА, в среднем мозге. VTA посылает дофамин во многие области мозга, такие как: миндалевидное тело, которое регулирует эмоции; прилежащее ядро, которое контролирует двигательные функции; гиппокамп, где формируются воспоминания; и префронтальная кора, важная область для принятия решений и внимания.

Как все эти области взаимодействуют друг с другом, чтобы вызывать приятные чувства? Подумайте о том, чтобы съесть кусок торта. Как только вы откусите кусочек, VTA высвобождает дофамин во все эти области. Миндалевидное тело говорит вам: «Это вкусно... Это делает меня очень счастливым прямо сейчас», и ваш гиппокамп затем запоминает детали этого опыта, например, на чьей вечеринке вы ели торт.

Ваша префронтальная кора помогает сосредоточить ваше внимание на торте. Когда прилежащее ядро, также известное как «центр удовольствия», стимулируется, это заставляет вас взять вилку и откусить еще один кусочек. Ваша система вознаграждения вновь активируется с каждым кусочком, вызывая эти продолжительные приятные чувства, которые могут вызвать аддиктивное поведение, если повторяться слишком часто.

Теперь, когда мы рассмотрели анатомический путь вознаграждения, давайте рассмотрим некоторые фундаментальные вопросы, которые сегодня задают исследователи вознаграждения и зависимости.

Начнем с того, что когда лекарства попадают в организм, какие химические и функциональные изменения происходят в результате? Наркотики, такие как кокаин, чрезмерно стимулируют систему вознаграждения мозга. Представьте себе свой мозг как большую кухонную раковину, в которой протекают молекулы дофамина. Если перекрыть слив резиновой пробкой, вода переполнится и выльется из раковины. Кокаин действует как резиновая пробка в вашем мозгу. Дофамин естественным образом циркулирует в мозге. Молекулы кокаина блокируют транспортер дофамина и останавливают естественный обратный захват дофамина в нейроны. Это вызывает большой избыток дофамина в синапсе. Этот «переизбыток» дофамина вызывает чувство удовольствия и эйфории.

Еще один вопрос, который задают исследователи в этой области: что вызывает рецидив? Зависимость характеризуется как навязчивое стремление к поиску вещества, чтобы почувствовать чувство вознаграждения, приводящее к опьянению или перееданию. Когда доступ к веществу предотвращается, оно вызывает неприятные симптомы отмены, такие как бессонница или тревога, за которыми следует чувство тяги, которое может привести к рецидиву. Рецидив очень распространен при злоупотреблении психоактивными веществами, и исследователи заинтересованы в изучении влияния окружающей среды, которые обычно заставляют человека снова употреблять наркотик.

Последний вопрос, который часто задают в этой области: какие типы поведения связаны с зависимостью? Когда крыса должна решить, в каком отверстии находится пищевая гранула, становится сложнее принимать какие-либо точные решения под воздействием наркотика. Кроме того, недостаток внимания и плохой контроль над импульсами обычно наблюдаются во время зависимости, и исследователи заинтересованы в изучении механизмов, лежащих в основе этих поведенческих эффектов веществ, вызывающих привыкание.

Теперь, когда у вас есть представление о некоторых ключевых вопросах, которые задают исследователи вознаграждения и зависимостей, давайте рассмотрим некоторые из основных методов, используемых для ответа на них. Исследования самостоятельного введения очень распространены в этой области, когда наркотик, такой как кокаин, вводится животным через канюлю, прикрепленную к его мозгу. Использование световых сигналов и рычагов сигнализирует о наличии препарата, а также позволяет животному контролировать прием препарата в зависимости от того, как часто оно нажимает на рычаг.

Другой метод, часто используемый для изучения вознаграждения и мотивационного поведения, называется «условным предпочтением места». Этот метод обычно состоит из трех этапов, которые начинаются с привыкания, когда крысу помещают в двухкамерную клетку примерно на 20 минут. Крыса учится ассоциировать свет и рычаг с доставкой лекарства или вознаграждения. На этапе кондиционирования центральная панель блокируется, так что крыса прикована к одной стороне клетки, в которой она может многократно нажимать на рычаг, чтобы получить лекарство или физиологический раствор. Наконец, на этапе предпочтения места крыса теперь может свободно перемещаться в оба отсека. Теперь ученый должен сравнить количество времени, которое животное проводит в каждом отсеке. Как правило, животное проводит больше времени в отсеке с препаратом.

Наконец, широко используемым методом изучения поведения вознаграждения является оперантное обусловливание. Этот тип обусловливания пытается связать поведение с положительными или отрицательными последствиями. Например, когда крыса нажимает синюю кнопку, она получает в награду гранулу еды, а когда нажимает красную кнопку, в качестве наказания получает легкий удар током.

Теперь, когда вы знакомы с некоторыми распространенными исследовательскими подходами, давайте рассмотрим некоторые применения исследований вознаграждения и зависимости.

Самостоятельное введение этанола животному с помощью микродиализа является точным подходом к лучшему пониманию фармакологических эффектов лекарств и алкоголя. Вы начинаете с имплантации канюли в мозг крысы и прикрепляете трос. Поскольку крыса самостоятельно вводит раствор этанола, установка для микродиализа позволяет легко извлекать спинномозговую жидкость для точного измерения концентраций лекарств в мозге в различные моменты времени.

К сожалению, очень часто наркоман возвращается к употреблению наркотиков. Исследователи могут изучать нейробиологию рецидива с помощью лабораторной модели, называемой восстановлением шока стопы. Этот тип исследования включает в себя обучение животного выполнению оперантной реакции или рычажного нажатия для получения такого наркотика, как кокаин. Впоследствии такое поведение гасится за счет того, что рычажные прессы больше не армируются препаратом. Наконец, поведение по поиску наркотиков восстанавливается путем воздействия на животное стрессового сигнала, такого как удар ногой электрическим током.

Еще одним применением исследований вознаграждения и зависимости является оперантное поведенческое тестирование с использованием задачи на различение высоты голоса с двумя альтернативами выбора. Эта задача может исследовать несколько когнитивных функций мозга, таких как мотивация, внимание и принятие решений, обучая животное ассоциировать нажатие рычага со слуховым сигналом. При каждом нажатии на рычаг животное будет получать в награду сахарную гранулу. Этот тип исследования может быть использован для изучения широкого спектра зависимостей и злоупотребления психоактивными веществами.

Вы только что посмотрели введение JoVE в тему вознаграждения и зависимости. В этом видео мы рассмотрели путь вознаграждения, некоторые ключевые вопросы, которые задают исследователи вознаграждения и зависимости, а также распространенные методы, которые используются в этой области. Спасибо за просмотр!