Как всплески дофамина влияют на мозг?

Дофаминовые всплески оказывают влияние на поведение живых существ, расширяя его разнообразие и делая более привычным.

Большинство действий взрослый человек заранее продумывает и планирует: он знает, что хочет сам и что от него требуют другие, составляет план своих последующих шагов. Это относится, как к решению сложных математических задач, так и к вопросу покупки продуктов для ужина. Помимо этого, действия часто выступают, как реакция на что-либо: например, на улице похолодало – человек надел куртку, вода в кастрюле закипела – убавил огонь или выключил плиту.

Однако, кроме перечисленных, часто случаются и спонтанные действия: ученик грызет ручку при выполнении контрольной работы, студент постукивает пальцами руки по поверхности стола во время обдумывания ответа, зритель стискивает кулаки или зубы при просмотре фильма и пр. Подобные спонтанности встречаются не менее часто, чем спланированные ситуации. Некоторые спонтанные проявления повторяются и со временем приобретают статус привычки.

Давно доказано, что привычка формируется под влиянием некоторых центров нервной системы – в частности, дорсолатеральной части полосатого тела, нейроны которого активизируются при необходимости уточнения или настройки последовательности действий, начинающих входить в привычку. Поддержка подобных процессов осуществляется миндалевидным телом и его верхнебоковой частью. Центры подкрепляющего механизма применяют дофамин, как своеобразный медиатор. Недавно ученые решили проследить, есть ли другие функции у дофамина в настройке спонтанных действий.

Эксперимент поставили на грызунах, бесцельно бродивших в темном помещении. В головной мозг грызунов был синтезирован белок, который светился при поступлении дофамина: свет улавливался встроенным оптоволоконным устройством. Всю деятельность крыс фиксировали на видеокамеру.

Уровни дофамина у грызунов постоянно менялись с разной интенсивностью. При небольшом подъеме уровня крысы немного подпрыгивали, но в целом оставались спокойными. При сильном скачке дофамина грызуны резко меняли поведение: оно становилось спонтанным и многообразным. Крысы понимались на лапках, вертели головой, хаотично передвигались и пр. Интересно, что такие спонтанные движения повторялись еще в течение нескольких минут после завершения всплеска. Таким образом, повышение дофамина побуждало животное к случайным действиям, после чего действовало закрепляюще, как бы вырабатывая привычку. На примере грызунов удалось продемонстрировать, как эффект дофамина на уровне нервных клеток и нейронных цепей отражается на поведении.

Получается, что дофамин меняет поведение в сторону спонтанного разнообразия, и одновременно фиксирует отдельные элементы этой многообразности, действуя в разных направлениях.

Результаты научной работы опубликованы на страницах журнала Nature