Mezolimbická cesta - Mesolimbic pathway - Wikipedia

„Centrum odměn“ se přeadresuje tady. Systém odměn, který obsahuje tuto cestu, viz systém odměn.

The mezolimbická cesta, někdy označované jako cesta odměny, je dopaminergní dráha v mozek.[1] Cesta spojuje ventrální tegmentální oblast v střední mozek do ventrální striatum z bazální ganglia v přední mozek. Ventrální striatum zahrnuje nucleus accumbens a čichový tuberkul.[2]

Uvolňování dopaminu z mezolimbické dráhy do nucleus accumbens reguluje pobídkový nápad (např. motivace a touha po odměňující podněty ) a usnadňuje výztuž a motorické učení související s odměnou;[3][4][5] může také hrát roli v subjektivním vnímání potěšení.[3][5] Dysregulace mezolimbické dráhy a jejích výstupních neuronů v nucleus accumbens hraje významnou roli ve vývoji a údržbě závislost.[1][6][7][8]

Anatomie

Mezolimbická dráha a její umístění ve vztahu k druhé dopaminergní dráhy

Mezolimbická dráha je soubor dopaminergních (tj. dopamin uvolňující) neurony, které vycházejí z ventrální tegmentální oblast (VTA) do ventrální striatum, který zahrnuje nucleus accumbens (NAcc) a čichový tuberkul.[9] Je to jedna z komponentních cest mediální svazek předního mozku, což je soubor nervových drah, které zprostředkovávají odměna za stimulaci mozku.[10]

VTA se nachází v střední mozek a skládá se z dopaminergních, GABAergický, a glutamátergní neurony.[11] Dopaminergní neurony v této oblasti dostávají podněty od obou cholinergní neurony v pedunkulopontinové jádro a laterodorsální tegmentální jádro stejně jako glutamátergní neurony v jiných oblastech, jako je prefrontální kůra. Nukleus accumbens a čichový tuberkul se nacházejí v ventrální striatum a jsou primárně složeny z středně ostnaté neurony.[9][12][13] Nukleus accumbens se dělí na limbické a motorické podoblasti známé jako NAcc shell a NAcc jádro.[11] Středně ostnaté neurony v nucleus accumbens přijímají vstup jak z dopaminergních neuronů VTA, tak z glutamátergních neuronů hipokampus, amygdala, a mediální prefrontální kůra. Když jsou aktivovány těmito vstupy, projekce středně ostnatých neuronů uvolňují GABA na ventrální pallidum.[11]

Funkce

Mezolimbická dráha reguluje pobídkový nápad, motivace, posilování učení a strach, mimo jiné kognitivní procesy.[14][15][16]

Mezolimbická dráha je zapojena do motivace poznání. Vyčerpání dopaminu v této dráze nebo léze v místě jeho vzniku snižují míru, do jaké je zvíře ochotné získat odměnu (např. Počet pákových lisů pro intravenózní podání nikotinu potkanům nebo čas strávený hledáním potravy). . Dopaminergní léky jsou také schopny zvýšit rozsah, do kterého je zvíře ochotné jít, aby získalo odměnu. Kromě toho se rychlost střelby neuronů v mezolimbické dráze zvyšuje během očekávání odměny, což může vysvětlovat touhu.[17] Uvolňování mezolimbického dopaminu bylo kdysi považováno za primárního prostředníka rozkoše, ale nyní se věří, že má ve vnímání rozkoše jen malou nebo sekundární roli.[18][19]

Klinický význam

Mechanismy závislosti

Mezolimbická dráha a specifická sada výstupních neuronů dráhy (např. Typ D1 středně ostnaté neurony v rámci nucleus accumbens) hrají ústřední roli v neurobiologie z závislost.[6][7][8] Drogová závislost je onemocnění způsobené obvyklým zneužíváním návykových látek, které vyvolává chemické změny v obvodech mozku.[20] Běžně zneužívané látky jako např kokain, alkohol, a nikotin Bylo prokázáno, že zvyšují extracelulární hladiny dopaminu v mezolimbické dráze, přednostně v nucleus accumbens. Mechanismy, kterými tyto léky dělají, se liší v závislosti na prototypu léku. Například kokain vylučuje zpětné vychytávání synaptického dopaminu blokováním presynaptického transportér dopaminu. Další stimulant amfetamin, podporuje zvýšený dopamin ze synaptických vezikul. Nestimulační léky se obvykle váží kanály s ligandem nebo Receptory spojené s G proteinem. Mezi takové léky patří alkohol, nikotin a tetrahydrokanabinol (THC).[21]

Tyto dopaminergní aktivace mezolimbické dráhy jsou doprovázeny vnímáním odměny. Toto sdružení stimul-odměna vykazuje odpor vůči zánik a vytváří zvýšenou motivaci opakovat stejné chování, které to způsobilo.[22]

Ve vztahu studie z roku 2017 zjistila, že zneužívající (emoční, fyzické a sexuální) a nepříznivé životní události byly spojeny se zvýšenou limbickou odpovědí na kokain. Jinými slovy, u osob, které byly v minulosti zneužívány, byla vyšší pravděpodobnost mozkové dráhy zaměřené na užívání kokainu nebo drog.[23]

Vztah k neurologickým a psychologickým poruchám

Mezolimbická cesta je zapojena do schizofrenie, Deprese,[24][25][26] a Parkinsonova choroba.[27][28] Rovněž se předpokládá, že se do něj zapojí nadužívání digitálních médií.[29] Každý zahrnuje odlišné strukturální změny v mezolimbické dráze.[24]

Další cesty dopaminu

Hlavní článek: Dopaminergní cesty

Viz také

Reference

  1. ^ A b Dreyer JL (2010). „Nové poznatky o rolích mikroRNA v drogové závislosti a neuroplasticitě“. Genome Med. 2 (12): 92. doi:10,1186 / gm213. PMC  3025434. PMID  21205279.
  2. ^ Ikemoto S (2010). „Obvody odměňování mozku mimo mezolimbický dopaminový systém: neurobiologická teorie“. Neurosci Biobehav Rev. 35 (2): 129–50. doi:10.1016 / j.neubiorev.2010.02.001. PMC  2894302. PMID  20149820. Nedávné studie intrakraniálního podávání neurochemikálií (léčiv) zjistily, že krysy se učí samy podávat různá léčiva do mezolimbických dopaminových struktur - zadní ventrální tegmentální oblast, střední plášť jádra accumbens a střední čichový tuberkul. ... V 70. letech bylo zjištěno, že čichový tuberkul obsahuje striatální složku, která je naplněna GABAergními středně ostnatými neurony přijímajícími glutamatergické vstupy z kortikálních oblastí a dopaminergní vstupy z VTA a vyčnívající do ventrální palidy stejně jako nucleus accumbens
    Obrázek 3: Ventrální striatum a samopodání amfetaminu
  3. ^ A b Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). Sydor A, Brown RY (eds.). Molekulární neurofarmakologie: Nadace pro klinickou neurovědu (2. vyd.). New York: McGraw-Hill Medical. str. 147–148, 367, 376. ISBN  978-0-07-148127-4. Neurony VTA DA hrají klíčovou roli v motivaci, chování souvisejícím s odměnami (kapitola 15), pozornosti a více formách paměti. Tato organizace systému DA, široká projekce z omezeného počtu těl buněk, umožňuje koordinované reakce na nové silné odměny. Dopamin tedy působí v různých terminálních polích a motivuje („chce“) motivační odměnu nebo související podněty (oblast jádra accumbens), aktualizuje hodnotu kladenou na různé cíle ve světle této nové zkušenosti (orbitální prefrontální kůra), pomáhá konsolidovat více forem paměti (amygdala a hippocampus) a kóduje nové motorické programy, které v budoucnu usnadní získání této odměny (jádro oblasti jádra accumbens a hřbetní striatum). V tomto příkladu dopamin moduluje zpracování senzomotorických informací v různých nervových obvodech, aby maximalizoval schopnost organismu získat budoucí odměny. ...
    Obvody odměňování mozku, na které jsou zaměřeny návykové drogy, obvykle zprostředkovávají potěšení a posílení chování spojeného s přírodními posilovači, jako je jídlo, voda a sexuální kontakt. Dopaminové neurony ve VTA jsou aktivovány potravou a vodou a uvolňování dopaminu v NAc je stimulováno přítomností přírodních posilujících látek, jako je jídlo, voda nebo sexuální partner. ...
    NAc a VTA jsou ústředními součástmi obvodů, které jsou základem odměny a paměti odměny. Jak již bylo zmíněno dříve, zdá se, že aktivita dopaminergních neuronů ve VTA souvisí s predikcí odměny. NAc se účastní učení spojeného s posilováním a modulací motorických reakcí na podněty, které uspokojují vnitřní homeostatické potřeby. Plášť NAc se jeví jako obzvláště důležitý pro počáteční drogové akce v obvodech odměn; Zdá se, že návykové léky mají větší účinek na uvolňování dopaminu ve skořápce než v jádru NAc.
  4. ^ Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). „Kapitola 10: Nervová a neuroendokrinní kontrola vnitřního prostředí“. In Sydor A, Brown RY (eds.). Molekulární neurofarmakologie: Nadace pro klinickou neurovědu (2. vyd.). New York: McGraw-Hill Medical. p. 266. ISBN  978-0-07-148127-4. Dopamin působí v nucleus accumbens, aby přikládal motivační význam stimulům spojeným s odměnou.
  5. ^ A b Berridge KC, Kringelbach ML (květen 2015). „Systémy potěšení v mozku“. Neuron. 86 (3): 646–664. doi:10.1016 / j.neuron.2015.02.018. PMC  4425246. PMID  25950633. Shrnutí: objevující se poznání, že mnoho různých potěšení sdílí překrývající se mozkové substráty; lepší neuroimagingové mapy pro kódování lidské radosti v orbitofrontální kůře; identifikace hotspotů a oddělitelných mozkových mechanismů pro generování „lajků“ a „chcení“ za stejnou odměnu; identifikace větších klávesnicových vzorů generátorů pro touhu a hrůzu v NAc, s více režimy funkce; a uvědomění si, že dopamin a většina kandidátů „potěšovacích elektrod“ pro mozkové hedonické generátory pravděpodobně nakonec příliš potěšení nezpůsobily.
  6. ^ A b Robison AJ, Nestler EJ (listopad 2011). „Transkripční a epigenetické mechanismy závislosti“. Nat. Rev. Neurosci. 12 (11): 623–637. doi:10.1038 / nrn3111. PMC  3272277. PMID  21989194. ΔFosB byl přímo spojen s několika chováním souvisejícími se závislostí ... Důležité je, že genetická nebo virová nadměrná exprese ΔJunD, dominantní negativní mutanty JunD, která antagonizuje ΔFosB- a další AP-1 zprostředkovanou transkripční aktivitu, v NAc nebo OFC blokuje tyto klíčové účinky expozice drogám 14,22–24. To naznačuje, že ΔFosB je jak nezbytný, tak dostatečný pro mnoho změn v mozku způsobených chronickou expozicí léku. ΔFosB je také indukován v MSN NAc typu D1 chronickou konzumací několika přírodních odměn, včetně sacharózy, jídla s vysokým obsahem tuku, pohlaví, chodu kola, kde tuto spotřebu podporuje14,26–30. To implikuje ΔFosB v regulaci přirozených odměn za normálních podmínek a možná i během patologických návykových stavů.
  7. ^ A b Blum K, Werner T, Carnes S, Carnes P, Bowirrat A, Giordano J, Oscar-Berman M, Gold M (2012). „Sex, drogy a rock 'n' roll: předpokládá se společná mezolimbická aktivace jako funkce polymorfismů genu odměny". Journal of Psychoactive Drugs. 44 (1): 38–55. doi:10.1080/02791072.2012.662112. PMC  4040958. PMID  22641964. Bylo zjištěno, že gen deltaFosB v NAc je rozhodující pro posílení účinků sexuální odměny. Pitchers a kolegové (2010) uvedli, že se ukázalo, že sexuální zkušenost způsobuje akumulaci DeltaFosB v několika limbických oblastech mozku, včetně NAc, mediální pre-frontální kůry, VTA, caudátu a putamenu, ale nikoli mediálního preoptického jádra. Dále byla u sexuálně zkušených a naivních zvířat měřena indukce c-Fos, downstream (potlačeného) cíle DeltaFosB. Počet páření indukovaných c-Fos-IR buněk byl významně snížen u sexuálně zkušených zvířat ve srovnání se sexuálně naivními kontrolami. Nakonec byly hladiny DeltaFosB a jeho aktivita v NAc manipulovány pomocí virově zprostředkovaného přenosu genů, aby se studovala jeho potenciální role při zprostředkování sexuálních zkušeností a usnadnění sexuálního výkonu vyvolaného zkušenostmi. Zvířata s nadměrnou expresí DeltaFosB vykazovala lepší usnadnění sexuálního výkonu se sexuálními zkušenostmi ve srovnání s kontrolami. Naproti tomu exprese DeltaJunD, dominantně negativního vazebného partnera DeltaFosB, oslabila usnadnění sexuálního výkonu vyvolané sexuální zkušeností a zastavila dlouhodobé udržování usnadnění ve srovnání se skupinou s nadměrnou expresí DeltaFosB. Společně tato zjištění podporují kritickou roli exprese DeltaFosB v NAc při posilování účinků sexuálního chování a usnadnění sexuálního výkonu vyvolaného sexuálními zkušenostmi. ... jak drogová závislost, tak sexuální závislost představují patologické formy neuroplasticity spolu se vznikem aberantního chování zahrnujícího kaskádu neurochemických změn hlavně v mozkových obvodech odměňování.
  8. ^ A b Olsen CM (prosinec 2011). „Přirozené odměny, neuroplasticita a závislosti na drogách“. Neurofarmakologie. 61 (7): 1109–22. doi:10.1016 / j.neuropharm.2011.03.010. PMC  3139704. PMID  21459101.
  9. ^ A b Ikemoto S (2010). „Obvody odměňování mozku mimo mezolimbický dopaminový systém: neurobiologická teorie“. Neurosci Biobehav Rev. 35 (2): 129–50. doi:10.1016 / j.neubiorev.2010.02.001. PMC  2894302. PMID  20149820. Nedávné studie intrakraniálního podávání neurochemikálií (léčiv) zjistily, že krysy se učí samy podávat různá léčiva do mezolimbických dopaminových struktur - zadní ventrální tegmentální oblast, střední plášť jádra accumbens a střední čichový tuberkul. ... V 70. letech bylo zjištěno, že čichový tuberkul obsahuje striatální složku, která je naplněna GABAergními středně ostnatými neurony přijímajícími glutamatergické vstupy z kortikálních oblastí a dopaminergní vstupy z VTA a vyčnívající do ventrální palidy stejně jako nucleus accumbensObrázek 3: Ventrální striatum a samopodání amfetaminu
  10. ^ You ZB, Chen YQ, Wise RA (2001). „Uvolňování dopaminu a glutamátu v nucleus accumbens a ventrální tegmentální oblasti krysy po laterální hypotalamické autostimulaci“. Neurovědy. 107 (4): 629–39. doi:10.1016 / s0306-4522 (01) 00379-7. PMID  11720786.
  11. ^ A b C Pierce RC, Kumaresan V (2006). „Mesolimbický dopaminový systém: Poslední společná cesta k posílení účinku zneužívaných drog?“. Neurovědy a biobehaviorální recenze. 30 (2): 215–38. doi:10.1016 / j.neubiorev.2005.04.016. PMID  16099045.
  12. ^ Zhang TA, Maldve RE, Morrisett RA (2006). "Shodná signalizace v mezolimbických strukturách, které jsou základem posílení alkoholu". Biochemická farmakologie. 72 (8): 919–27. doi:10.1016 / j.bcp.2006.04.022. PMID  16764827.
  13. ^ Purves D a kol. 2008. Neurovědy. Sinauer 4ed. 754-56
  14. ^ Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). „Kapitola 6: Široce vyčnívající systémy: monoaminy, acetylcholin a orexin“. In Sydor A, Brown RY (eds.). Molekulární neurofarmakologie: Nadace pro klinickou neurovědu (2. vyd.). New York: McGraw-Hill Medical. str. 147–148, 154–157. ISBN  9780071481274. Neurony ze SNc hustě inervují hřbetní striatum, kde hrají klíčovou roli při učení a provádění motorických programů. Neurony z VTA inervují ventrální striatum (nucleus accumbens), čichovou bulbu, amygdalu, hipokamp, ​​orbitální a mediální prefrontální kůru a mozkovou kůru. Neurony VTA DA hrají klíčovou roli v motivaci, chování souvisejícím s odměnou, pozornosti a mnoha formách paměti. ... Tedy, působením v různých terminálních polích, dopamin uděluje motivační význam („chtění“) samotné odměně nebo souvisejícím podnětům (oblast jádra accumbens), aktualizuje hodnotu kladenou na různé cíle ve světle této nové zkušenosti (orbitální prefrontální mozková kůra), pomáhá konsolidovat více forem paměti (amygdala a hipokampus) a kóduje nové motorické programy, které v budoucnu usnadní získání této odměny (jádro oblasti jádra accumbens a hřbetní striatum). ... DA má v prefrontální kůře několik akcí. Podporuje „kognitivní kontrolu“ chování: výběr a úspěšné sledování chování s cílem usnadnit dosažení zvolených cílů. Mezi aspekty kognitivní kontroly, ve kterých hraje DA roli, patří pracovní paměť, schopnost uchovávat informace „on-line“ za účelem vedení akcí, potlačení prepotentního chování, které soutěží s cílenými akcemi, a kontrola pozornosti, a tedy schopnost překonat rozptýlení. ... Noradrenergní projekce z LC tak interagují s dopaminergními projekcemi z VTA k regulaci kognitivní kontroly.
  15. ^ Engert, Veronika; Pruessner, Jens C (9. ledna 2017). „Dopaminergní a noradrenergní příspěvky k funkčnosti u ADHD: role methylfenidátu“. Současná neurofarmakologie. 6 (4): 322–328. doi:10.2174/157015908787386069. ISSN  1570-159X. PMC  2701285. PMID  19587853.
  16. ^ Pezze, Marie A .; Feldon, Joram (1. prosince 2004). „Mezolimbické dopaminergní dráhy při podmíněnosti strachu“. Pokrok v neurobiologii. 74 (5): 301–320. doi:10.1016 / j.pneurobio.2004.09.004. ISSN  0301-0082. PMID  15582224.
  17. ^ Salamone, John D .; Correa, Mercè (2012). „Tajemné motivační funkce mezolimbického dopaminu“. Neuron. 76 (3): 470–485. doi:10.1016 / j.neuron.2012.10.021. PMC  4450094. PMID  23141060.
  18. ^ Berridge KC, Kringelbach ML (květen 2015). „Systémy potěšení v mozku“. Neuron. 86 (3): 646–664. doi:10.1016 / j.neuron.2015.02.018. PMC  4425246. PMID  25950633. Shrnutí: objevující se poznání, že mnoho různých potěšení sdílí překrývající se mozkové substráty; lepší neuroimagingové mapy pro kódování lidské radosti v orbitofrontální kůře; identifikace hotspotů a oddělitelných mozkových mechanismů pro generování „lajků“ a „chcení“ za stejnou odměnu; identifikace větších klávesnicových vzorů generátorů pro touhu a hrůzu v NAc, s více režimy funkce; a uvědomění si, že dopamin a většina kandidátů „potěšovacích elektrod“ pro mozkové hedonické generátory pravděpodobně nakonec příliš potěšení nezpůsobily.
  19. ^ Berridge, Kent C; Kringelbach, Morten L (1. června 2013). „Neurověda o afektu: mozkové mechanismy rozkoše a nelibosti“. Aktuální názor v neurobiologii. 23 (3): 294–303. doi:10.1016 / j.conb.2013.01.017. PMC  3644539. PMID  23375169.
  20. ^ Správa (USA), zneužívání návykových látek a služby duševního zdraví; General (US), Office of the Surgeon (listopad 2016). NEUROBIOLOGIE POUŽÍVÁNÍ, ZNEUŽÍVÁNÍ A ZÁVISLOSTI LÁTKY. Americké ministerstvo zdravotnictví a sociálních služeb.
  21. ^ Adinoff, Bryon (2004). „Neurobiologické procesy v odměňování a závislosti na drogách“. Harvardská recenze psychiatrie. 12 (6): 305–320. doi:10.1080/10673220490910844. ISSN  1067-3229. PMC  1920543. PMID  15764467.
  22. ^ Di Chiara, Gaetano; Bassareo, Valentina (1. února 2007). „Systém odměn a závislost: co dopamin dělá a co nedělá“. Současný názor na farmakologii. Neurovědy. 7 (1): 69–76. doi:10.1016 / j.coph.2006.11.003. ISSN  1471-4892. PMID  17174602.
  23. ^ Regier PS, Monge ZA, Franklin TR, Wetherill RR, Teitelman AM, Jagannathan K a kol. Emoční, fyzické a sexuální zneužívání je spojeno se zvýšenou limbickou odpovědí na podněty kokainu. Biologie závislostí. 2017 listopad; 22 (6): 1768-177. doi: 10,1111 / adb.12445
  24. ^ A b Van, den Heuval DMA, Pasterkamp RJ (2008). "Spojení v dopaminovém systému". Pokrok v neurobiologii. 85 (1): 75–93. doi:10.1016 / j.pneurobio.2008.01.003. PMID  18304718.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  25. ^ Laviolette SR (2007). „Dopaminová modulace emočního zpracování v kortikálních a subkortikálních nervových obvodech: důkazy o konečné společné cestě u schizofrenie?“. Bulletin schizofrenie. 33 (4): 971–981. doi:10.1093 / schbul / sbm048. PMC  2632330. PMID  17519393.
  26. ^ Diaz J. 1996. Jak drogy ovlivňují chování: neurobhavoriální přístup. Prentice Hall
  27. ^ Nyberg, Eric M .; Tanabe, Jody; Honce, Justin M .; Krmpotich, Theodore; Shelton, Erika; Hedeman, Jessica; Berman, Brian D. (1. května 2015). „Morfologické změny mezolimbické dráhy u motorových podtypů Parkinsonovy choroby“. Parkinsonismus a související poruchy. 21 (5): 536–540. doi:10.1016 / j.parkreldis.2015.03.008. ISSN  1353-8020. PMC  4424152. PMID  25817514.
  28. ^ Caminiti, Silvia Paola; Presotto, Luca; Baroncini, Damiano; Garibotto, Valentina; Moresco, Rosa Maria; Gianolli, Luigi; Volonté, Maria Antonietta; Antonini, Angelo; Perani, Daniela (1. ledna 2017). „Axonální poškození a ztráta konektivity v nigrostriatálních a mezolimbických dopaminových drahách u časné Parkinsonovy nemoci“. NeuroImage: Klinické. 14: 734–740. doi:10.1016 / j.nicl.2017.03.011. ISSN  2213-1582. PMC  5379906. PMID  28409113.
  29. ^ „Dopamin, chytré telefony a vy: bitva o váš čas“. Věda ve zprávách. 1. května 2018. Citováno 10. května 2019.

externí odkazy