Zusammenfassung Es gibt eine aktive Debatte über die Rolle von Dopamin bei der Verarbeitung aversiver Reize, wobei die vermuteten Rollen von überhaupt keiner Interaktion bis hin zur Signalisierung eines aversiven Vorhersagefehlers (APE) reichen. Hier untersuchten wir systematisch die Dopaminfreisetzung im Kern des Nucleus accumbens (NAC), die eng mit Belohnungsvorhersagefehlern zusammenhängt, bei Ratten, die weißem Rauschen (WN, einem vielseitigen und wenig genutzten aversiven Reiz) und seinen prädiktiven Hinweisen ausgesetzt waren. Beide lösten einen negativen Dopaminanstieg aus, gefolgt von einer langsamen Erholung des Signals nach Beendigung des Reizes. Im Gegensatz zur Belohnungskonditionierung wurde dieses Dopaminsignal nicht durch den WN-Wert, die Kontextvalenz oder probabilistische Kontingenzen beeinflusst, und die WN-Dopamin-Reaktion wurde nur teilweise in Richtung ihres prädiktiven Signals verschoben. Allerdings verursachte die unerwartete WN eine langsamere Erholung des Post-Stimulus-Signals als die vorhergesagte WN. Trotz der unterschiedlichen Reizqualitäten addierten sich die Dopaminreaktionen auf die gleichzeitige Präsentation belohnender und aversiver Reize. Zusammengenommen zeigen unsere Ergebnisse, dass NAC-Dopamin und nicht ein PSA in erster Linie die Vorhersage und Dauer aversiver Ereignisse verfolgt. Bewertung der Redaktion Der Artikel von Goedhoop et al. liefert eine wichtige Analyse der Rolle der terminalen Dopaminfreisetzung im Nucleus accumbens bei der Verarbeitung aversiver Ereignisse, die für Forscher wertvoll sein wird, die sich für die neuronalen Mechanismen des verstärkenden Lernens und die rechnerische Modellierung der Dopaminfunktion interessieren. Unter Verwendung einer Vielzahl von Bedingungen liefern die Autoren überzeugende Daten, die die Rolle der akumbalen Dopaminausschüttung bei der Verarbeitung aversiver Ereignisse belegen, und verorten den aktuellen Bericht inmitten des wachsenden Interesses und der zunehmenden Forschung zur Rolle von Dopamin bei Aversion. |
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Nucleus accumbens Dopamin verfolgt die Dauer und Vorhersage des aversiven Reizes, nicht jedoch den Wert oder den Vorhersagefehler
Es ist bekannt, dass das Dopaminsystem eine entscheidende Rolle bei Motivation, Lernen und Bewegung spielt. Eine der Hauptfunktionen von Dopamin besteht darin, das Auftreten belohnender Erfahrungen und die Verfügbarkeit von Belohnungen in unserer Umgebung vorherzusagen. In diesem Zusammenhang informiert das Dopaminsystem unser Gehirn über sogenannte „Belohnungsvorhersagefehler“ , den Unterschied zwischen erhaltenen und vorhergesagten Belohnungen. Dopamin-Neuronen werden aktiver, wenn eine Belohnung unerwartet erfolgt oder größer als erwartet ist, und zeigen eine verminderte Aktivität, wenn wir weniger Belohnung als erwartet erhalten. Diese Fehlersignale helfen uns, aus unseren Fehlern zu lernen und lehren uns, lohnende Erfahrungen zu machen.
Belohnende versus aversive Reize
Während sich viele Studien auf den Zusammenhang zwischen Dopaminausschüttung und belohnenden Reizen konzentrierten, haben nur wenige die Wirkung unangenehmer und aversiver Reize auf Dopamin analysiert. Obwohl die Ergebnisse dieser wenigen Experimente inkonsistent waren, wurde deutlich, dass aversive Reize einen Einfluss auf das Dopaminsystem haben. Unter Neurowissenschaftlern gibt es jedoch eine aktive Debatte über die genaue Rolle, die dopaminerge Neuronen bei der Verarbeitung aversiver Reize spielen: Ändert sich ihre Aktivität als Reaktion auf aversive Ereignisse? Sagen sie aversive Ereignisse voraus? Kodieren sie einen aversiven Vorhersagefehler?
Neue Erkenntnisse zur Rolle von Dopamin bei aversiven Ereignissen
Eine neue Studie des Niederländischen Instituts für Neurowissenschaften hat untersucht, wie das Dopaminsystem aversive Ereignisse verarbeitet. Das Team bestehend aus der Doktorandin Jessica Goedhoop und dem Gruppenleiter Ingo Willuhn setzte Ratten weißem Rauschen in Kombination mit Reizen aus, die weißes Rauschen vorhersagten, und maß dabei die Freisetzung von Dopamin im Gehirn. Weißes Rauschen ist ein bekanntes Beispiel für einen unangenehmen Hörreiz für Ratten.
Die Forscher fanden heraus, dass die Dopaminausschüttung während der Exposition gegenüber weißem Rauschen allmählich abnahm . Darüber hinaus begannen Reize, die einige Sekunden vor der Exposition gegenüber weißem Rauschen auftraten, nach konsistenter Präsentation die gleiche depressive Wirkung auf Dopamin-Neuronen zu haben. Anders als bei der Verarbeitung von Belohnungen verursachte Dopamin jedoch keinen Vorhersagefehler für diesen aversiven Reiz. Insgesamt zeigt diese neue Studie, dass das Dopaminsystem dem Gehirn dabei hilft, das Auftreten und die Dauer unangenehmer Ereignisse vorherzusagen, ohne jedoch Vorhersagefehler zu berücksichtigen.
Gruppenleiter Ingo Willuhn: „Dies ist eine sehr vollständige und systematische Studie, die viele Variablen berücksichtigt.“ Die Ergebnisse geben uns ein besseres Verständnis der Rolle der Dopaminausschüttung bei der Verarbeitung aversiver Ereignisse. Es besteht ein wachsendes Interesse an der Rolle von Dopamin bei der Abneigung. „Wir verwendeten einen neuartigen aversiven Reiz, der eine umfassendere Analyse von Dopamin ermöglichte, als dies bisher möglich war.“
Suchtmittel kapern und verstärken Dopaminsignale und induzieren übertriebene und unkontrollierte Dopamineffekte auf die neuronale Plastizität . Diese Studie bringt uns dem Verständnis des zugrunde liegenden Mechanismus dieses pathologischen Phänomens näher.
