چالش دیدگاه های سنتی در مورد نقش دوپامین در یادگیری

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، دانشمندان مدت ها بر این باور بودند که پاداش هایی مانند غذا یا پول با تحریک ترشح دوپامین، هورمونی که با لذت و تقویت مثبت همراه است، یادگیری را تحریک می کند. با این حال، یک مطالعه اخیر در مورد جوندگان نشان می دهد که یادگیری هنوز هم می تواند اتفاق بیفتد، حتی زمانی که هیچ پاداشی فوری وجود ندارد.

این مطالعه که توسط تیمی از دانشکده پزشکی گروسمن نیویورک انجام شد، تعامل بین دوپامین و استیل کولین، یکی دیگر از مواد شیمیایی مغز که در یادگیری و حافظه نقش دارد، را بررسی کرد. مطالعات قبلی نشان داد که این دو هورمون رابطه معکوس دارند. افزایش یکی منجر به کاهش دیگری می شود. قبلاً تصور می شد که پاداش ها با افزایش همزمان سطح دوپامین و در عین حال کاهش استیل کولین، یادگیری را تسهیل می کنند.

اعتقاد بر این است که این عدم تعادل هورمونی ناگهانی پنجره ای از فرصت را برای سلول های مغز باز می کند تا با شرایط جدید سازگار شوند و خاطراتی را برای استفاده بعدی تشکیل دهند. این فرآیند که به عنوان نوروپلاستی شناخته می شود، یکی از ویژگی های اصلی یادگیری و همچنین بهبودی پس از آسیب است.با این حال، این سوال باقی ماند که آیا غذا و سایر پاداش های خارجی تنها محرک های این سیستم حافظه هستند یا اینکه مغز ما در عوض می تواند همان شرایطی را ایجاد کند که برای یادگیری بدون کمک خارجی مفید است.

برای ارائه شفافیت، نویسندگان مطالعه بر روی زمان و در چه شرایطی سطح دوپامین بالا و همزمان با پایین بودن سطح استیل کولین تمرکز کردند. آنها دریافتند که این وضعیت به طور مکرر اتفاق می افتد، حتی در غیاب پاداش.

در واقع، مشخص شد که هورمون ها دائماً در مغز جریان می یابند و سطح دوپامین به طور مرتب افزایش می یابد در حالی که سطح استیل کولین پایین است و زمینه را برای یادگیری مداوم فراهم می کند.

دکتر آن کروک، سرپرست این مطالعه، گفت: «یافته های ما درک کنونی از زمان و نحوه عملکرد دوپامین و استیل کولین در مغز را به چالش می کشد. کروک، که همچنین دانشجوی پزشکی در دانشکده پزشکی دانشگاه گروسمن نیویورک است، افزود: به جای ایجاد شرایط منحصر به فرد برای یادگیری، پاداش ها از مکانیزمی استفاده می کنند که در حال حاضر وجود دارد و دائماً در حال کار است.

برای این تحقیق که اخیراً در ژورنال نیچر منتشر شده است، تیم مطالعه به ده ها موش اجازه دسترسی به چرخی داد که می توانستند بر روی آن بدوند یا به میل خود استراحت کنند. در مواردی، محققان به حیوانات نوشیدنی آب پیشنهاد کردند. سپس فعالیت مغز جوندگان را ثبت کردند و میزان دوپامین و استیل کولین آزاد شده در لحظات مختلف را اندازه گیری کردند.

همانطور که انتظار می رفت، این نوشیدنی الگوهای معمولی از ترشح دوپامین و استیل کولین را که توسط پاداش ها تحریک می شوند، ایجاد کرد. با این حال، این تیم همچنین مشاهده کردند که قبل از دریافت آب، دوپامین و استیل کولین تقریباً دو بار در هر ثانیه چرخه ای را دنبال می کردند که در طی آن سطوح یکی از هورمون ها کاهش می یابد در حالی که هورمون دیگر افزایش می یابد. کروک اشاره می کند که این الگو بدون توجه به اینکه جوندگان در حال دویدن یا ایستادن بودند ادامه یافت. او می افزاید که امواج مغزی مشابهی در انسان در دوره های درون نگری و استراحت مشاهده شده است.

با این وجود، او می گوید، نتایج این مطالعه همچنین ممکن است بینشی را در مورد روش های جدید درک شرایط عصبی روان پزشکی که با سطوح نادرست دوپامین، مانند اسکیزوفرنی، اختلال نقص توجه/بیش فعالی (ADHD) و افسردگی مرتبط است، ارائه دهد.

به عنوان مثال، در اسکیزوفرنی، بیماران اغلب هذیان هایی را تجربه می کنند که با واقعیت در تضاد است. به گفته تریتش، اگر مدار دوپامین-استیل کولین دائماً در حال تقویت اتصالات در مغز باشد، مشکلات مربوط به این مکانیسم ممکن است منجر به ایجاد ارتباطات بسیار زیاد و نادرست شود و باعث شود آنها از رویدادهایی که واقعاً رخ نداده اند، یاد بگیرند.

به طور مشابه، فقدان انگیزه یکی از علائم رایج افسردگی است که انجام وظایف اساسی مانند بلند شدن از رختخواب، مسواک زدن یا رفتن به محل کار را دشوار می کند.

در نتیجه، Tritsch می گوید که تیم تحقیقاتی بعدی قصد دارد نحوه رفتار چرخه های دوپامین-استیل کولین را در مدل های حیوانی چنین بیماری های روانی و همچنین در هنگام خواب، که برای تثبیت حافظه مهم است، بررسی کند.