Ödül sistemi - Reward system

Ödül sistemi (mezokortikolimbik devresi) bir sorumlu sinir yapıları grubudur teşvik çıkıntının (a ödül ve motivasyon arzu ya da arzu yani, "eksik"), ilişkisel öğrenme (birincil olarak olumlu güçlendirme ve klasik iklimlendirme ) ve pozitif valenced duygular , özellikle temel bileşen olarak zevk içerenler (örneğin, neşe , öfori ve esrime ). Ödül, yaklaşma davranışı ve tüketim davranışı olarak da bilinen iştah açıcı davranışı tetikleyen bir uyarıcının çekici ve motivasyonel özelliğidir. Ödüllendirici bir uyaran, "bizi ona yaklaştırma ve tüketme potansiyeline sahip herhangi bir uyaran, nesne, olay, aktivite veya durum, tanım gereği bir ödül" olarak tanımlanmıştır. Gelen şartlanmaya gibi uyarıcı işlevi ödüllendirici pozitif reinforcers ; bununla birlikte, tersi ifade de geçerlidir: olumlu pekiştireçler ödüllendiricidir.

Birincil ödül örnekleri. Sol üstten saat yönünde: su, yemek, ebeveyn bakımı ve seks.
Bağımlılık ve bağımlılık sözlüğü
  • bağımlılık -önemli zararlara ve olumsuz sonuçlara rağmen sürekli uyuşturucu kullanımı (alkol dahil) ile karakterize biyopsikososyal bir bozukluk
  • bağımlılık yapıcı ilaç – büyük ölçüde ilacın beyin ödüllendirme sistemleri üzerindeki etkisine bağlı olarak, tekrarlanan kullanımda önemli ölçüde daha yüksek madde kullanım bozuklukları oranlarıyla ilişkili psikoaktif maddeler
  • bağımlılık - bir uyarana tekrar tekrar maruz kalmanın kesilmesi üzerine bir yoksunluk sendromu ile ilişkili adaptif bir durum (örneğin, ilaç alımı)
  • ilaç duyarlılığı veya ters tolerans - belirli bir dozda tekrarlanan uygulamadan kaynaklanan bir ilacın artan etkisi
  • uyuşturucu bırakma - tekrarlanan uyuşturucu kullanımının kesilmesiyle ortaya çıkan semptomlar
  • fiziksel bağımlılık – kalıcı fiziksel- somatik geri çekilme semptomlarınıiçeren bağımlılık(örneğin, yorgunluk ve deliryum titremeleri )
  • psikolojik bağımlılık – duygusal-motivasyonel geri çekilme semptomlarını içeren bağımlılık (örneğin, disfori ve anhedoni )
  • pekiştirici uyaranlar - onlarla eşleştirilmiş davranışların tekrarlanma olasılığını artıran uyaranlar
  • ödüllendirici uyaranlar - beynin doğası gereği olumlu ve arzu edilir ya da yaklaşılması gereken bir şey olarak yorumladığı uyaranlar
  • sensitizasyon - bir uyarana tekrar tekrar maruz kalmaktan kaynaklanan güçlendirilmiş bir tepki
  • madde kullanım bozukluğu madde kullanımının klinik ve işlevsel olarak önemli bir bozulmaya veya sıkıntıya yol açması durumu
  • tolerans - belirli bir dozda tekrarlanan uygulamadan kaynaklanan bir ilacın azalan etkisi

Ödül sistemi, hayvanları uyaranlara yaklaşmaya veya zindeliği artıran davranışlarda bulunmaya (cinsiyet, enerji yoğun gıdalar vb.) motive eder. Çoğu hayvan türü için hayatta kalma, yararlı uyaranlarla teması en üst düzeye çıkarmaya ve zararlı uyaranlarla teması en aza indirmeye bağlıdır. Ödül bilişi, çağrışımsal öğrenmeye neden olarak, yaklaşımı ve tamamlayıcı davranışı ortaya çıkararak ve olumlu değerli duyguları tetikleyerek hayatta kalma ve üreme olasılığını artırmaya hizmet eder . Bu nedenle ödül, hayvanların uyarlanabilir zindeliğini artırmaya yardımcı olmak için gelişen bir mekanizmadır. Uyuşturucu bağımlılığında , bazı maddeler ödül devresini aşırı aktive ederek devredeki sinaptik plastisiteden kaynaklanan zorlayıcı madde arama davranışına yol açar.

Birincil ödüller, kişinin kendisinin ve yavrularının hayatta kalmasını kolaylaştıran bir ödüllendirici uyaranlar sınıfıdır ve bunlar, homeostatik (örneğin, lezzetli yiyecekler ) ve üreme (örneğin, cinsel temas ve ebeveyn yatırımı ) ödüllerini içerir. İçsel ödüller, çekici olan ve doğası gereği zevkli oldukları için davranışı motive eden koşulsuz ödüllerdir. Dışsal ödüller (örneğin, para ya da favori spor takımının bir oyunu kazandığını görmek), çekici ve davranışı motive eden, ancak doğal olarak zevkli olmayan koşullu ödüllerdir. Dışsal ödüller , içsel ödüllerle öğrenilmiş bir ilişkilendirmenin (yani koşullanmanın) bir sonucu olarak motivasyonel değerlerini elde eder . Dışsal ödüller, klasik olarak içsel ödüllerle koşullandırıldıktan sonra haz (örneğin, bir piyangoda çok para kazanmanın verdiği coşku) da ortaya çıkarabilir .

Tanım

Nörobilimde ödül sistemi, ilişkisel öğrenme (öncelikle klasik koşullanma ve edimsel pekiştirme ), teşvik edici belirginlik (yani motivasyon ve "isteme", arzu veya bir ödül için özlem) ve olumlu değerli duygular , özellikle haz içeren duygular (yani hedonik "sevme").

Ödülün "isteme" veya arzu bileşeniyle ilgili davranışı tanımlamak için yaygın olarak kullanılan terimler arasında iştah açıcı davranış, yaklaşma davranışı, hazırlık davranışı, araçsal davranış, beklenti davranışı ve arama yer alır. Ödülün "beğenme" veya haz bileşeniyle ilgili davranışı tanımlamak için yaygın olarak kullanılan terimler, tamamlama davranışı ve alma davranışını içerir.

Ödüllerin üç temel işlevi, aşağıdakileri gerçekleştirme kapasiteleridir:

  1. ilişkisel öğrenme üretir (yani, klasik koşullandırma ve edimsel pekiştirme );
  2. karar vermeyi etkilemek ve yaklaşma davranışını teşvik etmek ( ödüllendirici uyaranlara motivasyonel belirginliğin atanması yoluyla );
  3. pozitif değerli duyguları, özellikle de zevki ortaya çıkarır .

nöroanatomi

genel bakış

Ödül sistemini oluşturan beyin yapıları öncelikle kortiko-bazal gangliyon-talamo-kortikal döngü içinde yer alır ; bazal ganglion döngü kısmı ödül sistemi içinde aktivitesi tahrik eder. Ödül sistemi içindeki yapıları birbirine bağlayan yolların çoğu, glutamaterjik internöronlar , GABAerjik orta dikenli nöronlar (MSN'ler) ve dopaminerjik projeksiyon nöronlarıdır , ancak diğer projeksiyon nöronları da katkıda bulunur (örneğin, oreksinerjik projeksiyon nöronları). Ödül sistemi, ventral tegmental alan , ventral striatum (yani, nukleus akumbens ve olfaktör tüberkül ), dorsal striatum (yani, kaudat çekirdek ve putamen ), substantia nigra (yani, pars compacta ve pars reticulata ), prefrontal korteks , ön singulat kortekste , dar korteks , hipokampus , hipotalamus (özellikle, orexinergic nükleus yan hipotalamus ), talamus (çoklu çekirdek), subtalamik çekirdek , pallidum (her ikisi de dış ve ), ventral pallidum , parabrakial çekirdeği , amigdala ve genişletilmiş amigdalanın geri kalanı . Dorsal rafe çekirdeği ve Beyincik ödül-ilişkili biliş (yani bazı formlarını modüle görünen bağlantılı öğrenme , motivasyon salience ve pozitif duygular yanı) ve davranışlar. Laterodorsal tegmental çekirdeği (LTD) , pedunculopontine çekirdek (PPTg) ve yan habenula (LHB) (her ikisi de, doğrudan ve dolaylı aracılığıyla rostromediyal tegmental çekirdeği ) da uyarabilirler caydırıcı çıkıntı ve teşvik çıkıntı (ventral tegmental alan kendi çıkıntılar boyunca VTA). LDT ve PPTg, her ikisi de teşvik edici belirginlik üretebilen dopaminerjik nöronlar üzerinde sinaps yapan VTA'ya glutaminerjik projeksiyonlar gönderir. LHb, çoğu GABAerjik RMTg nöronları üzerinde sinaps yapan ve sırayla dopaminerjik VTA nöronlarının inhibisyonunu sağlayan glutaminerjik projeksiyonlar gönderir, ancak bazı LHb projeksiyonları VTA internöronlarında sonlanır. Bu LHb projeksiyonları, hem caydırıcı uyaranlar hem de beklenen bir ödülün yokluğu ile aktive edilir ve LHb'nin uyarılması, isteksizliği indükleyebilir.

Ventral tegmental alandan dışarı çıkan dopamin yollarının çoğu ( diğer nöronlarla iletişim kurmak için dopamin nörotransmitterini kullanan nöronlar) ödül sisteminin bir parçasıdır; bu yollarda dopamin , cAMP üretimini uyarmak (D1 benzeri) veya inhibe etmek (D2 benzeri) için D1 benzeri reseptörler veya D2 benzeri reseptörler üzerinde etki eder . GABAerjik orta dikenli nöronlar arasında striatum de ödül sistemi bileşenleridir. Subtalamik çekirdek, prefrontal korteks, hipokampus, talamus ve amigdaladaki glutamaterjik projeksiyon çekirdekleri, glutamat yolları aracılığıyla ödül sisteminin diğer bölümlerine bağlanır. İç yan ön beyin demeti aracılı birçok sinir yollarının bir dizi, beyin uyarımı ödül (yani, doğrudan elektrokimyasal uyarılması türetilen ödül yan hipotalamus ), aynı zamanda ödül sistemi bir bileşenidir.

Çekirdeğin aktivitesi ve seven ve isteyen nesil ile ilgili iki teori vardır. İnhibisyon (veya hiperpolarizasyon) hipotezi, çekirdeğin akumbens'in ventral pallidum, hipotalamus veya ventral tegmental alan gibi akış aşağı yapılar üzerinde tonik inhibitör etkiler uyguladığını ve çekirdekteki accumbens'teki (NAcc) MSN'leri inhibe ederken , bu yapıların uyarıldığını öne sürer, " ödülle ilgili davranışı serbest bırakmak. GABA reseptörü agonistleri , çekirdek akumbenslerinde hem "beğenme" hem de "isteme" reaksiyonlarını ortaya çıkarma yeteneğine sahipken , bazolateral amigdala , ventral hipokampus ve medial prefrontal korteksten gelen glutaminerjik girdiler, teşvik edici belirginliği sağlayabilir. Ayrıca, çoğu çalışma NAcc nöronlarının ödüle yanıt olarak ateşlenmeyi azalttığını bulsa da, bir dizi çalışma tam tersi tepkiyi buluyor. Bu, uyarma veya NAcc nöronlarının veya en azından belirli alt kümelerin ödülle ilgili davranışı yönlendirdiğini öne süren disinhibisyon (veya depolarizasyon) hipotezinin önerisine yol açmıştı.

Beyin stimülasyonu ödülü üzerine yaklaşık 50 yıllık bir araştırmadan sonra, uzmanlar beyindeki düzinelerce bölgenin intrakraniyal kendi kendini uyarmayı sürdüreceğini onayladılar . Bölgeler, özellikle etkili olan lateral hipotalamus ve medial ön beyin demetlerini içerir. Oradaki uyarım, yükselen yolları oluşturan lifleri harekete geçirir; yükselen yollar , ventral tegmental alandan nukleus akumbens'e uzanan mezolimbik dopamin yolunu içerir . Mezolimbik dopamin yolunun ödüle aracılık eden devrelerde neden merkezi olduğuna dair birkaç açıklama var. İlk olarak, hayvanlar intrakraniyal kendi kendini uyarmayla meşgul olduklarında mezolimbik yoldan dopamin salınımında belirgin bir artış vardır. İkincisi, deneyler tutarlı bir şekilde, beyin stimülasyon ödülünün, normalde doğal ödüller tarafından aktive edilen yolların güçlendirilmesini uyardığını ve ilaç ödülü veya intrakraniyal kendi kendini stimülasyonun, merkezi ödül mekanizmalarının daha güçlü aktivasyonunu uygulayabildiğini, çünkü ödül merkezini doğrudan değil, doğrudan aktive ettiğini gösteriyor. periferik sinirlerin . Üçüncüsü, hayvanlara bağımlılık yapan ilaçlar verildiğinde veya beslenme veya cinsel aktivite gibi doğal olarak ödüllendirici davranışlarda bulunduğunda, çekirdek akumbens içinde belirgin bir dopamin salınımı olur. Bununla birlikte, dopamin beyindeki tek ödül bileşiği değildir.

Anahtar yolu

Mezokortikolimbik ("ödül") devresinin bazı temel bileşenlerini gösteren diyagram.

Ventral tegmental alan

  • Ventral tegmental alan (VTA) bir ödül mevcut olduğuna işaret etmektedir uyaranlara ve işaretlere yanıt olarak önemlidir. Ödüllendirici uyaranlar (ve tüm bağımlılık yapan ilaçlar), VTA'yı doğrudan veya dolaylı olarak çekirdeğe accumbens'e dopamin sinyalleri salması için tetikleyerek devre üzerinde hareket eder . VTA'nın iki önemli yolu vardır: Limbik (striatal) bölgelere yansıyan ve motivasyonel davranış ve süreçleri destekleyen mezolimbik yol ve prefrontal kortekse yansıyan mezokortikal yol , dışsal ipuçlarını öğrenme vb. gibi bilişsel işlevleri destekleyen.
  • Bu bölgedeki dopaminerjik nöronlar, tirozin hidroksilaz enzimini kullanarak amino asit tirozini DOPA'ya dönüştürür ve daha sonra dopa-dekarboksilaz enzimi kullanılarak dopamine dönüştürülür .

Striatum (Çekirdek Accumbens)

  • Striatum, ödüllendirici bir ipucuna yanıt olarak öğrenilmiş davranışların edinilmesinde ve ortaya çıkarılmasında geniş çapta yer alır. VTA striatuma projekte olur ve ventral (Nucleus Accumbens) ve dorsal striatum içindeki D1 ve D2 reseptörleri aracılığıyla GABA-erjik Orta Dikenli Nöronları aktive eder.
  • Ventral Striatum (nucleus accumbens) genel olarak VTA ile beslendiğinde davranışı elde ve PFC tarafından beslendiğinde davranışı ortaya çıkarmak yer almaktadır. NAc kabuğu, limbik ve otonomik işlevleri düzenleyerek pallidum ve VTA'ya yansır. Bu, uyaranların pekiştirici özelliklerini ve ödülün kısa vadeli yönlerini modüle eder. NAc Core, önemli nigraya projekte olur ve ödül arama davranışlarının ve ifadesinin geliştirilmesinde yer alır. Uzamsal öğrenme, koşullu tepki ve dürtüsel seçim ile ilgilidir; ödülün uzun vadeli unsurları.
  • Dorsal Striatum öğrenmede, Dorsal Medial Striatum hedefe yönelik öğrenmede ve Dorsal Lateral Striatum uyaran-tepki öğrenmede Pavlov tepkisinin temelini oluşturur. Bir uyaran tarafından tekrarlanan aktivasyonda, Nucleus Accumbens, Dorsal Striatum'u intrastriatal bir döngü yoluyla aktive edebilir. NAc'den DS'ye sinyallerin geçişi, ödülle ilişkili ipuçlarının, ödülün kendisi mevcut olmadan DS'yi etkinleştirmesine izin verir. Bu, istekleri ve ödül arama davranışlarını harekete geçirebilir (ve bağımlılıkta yoksunluk sırasında nüksetmeyi tetiklemekten sorumludur).

Prefrontal korteks

  • VTA dopaminerjik nöronlar, PFC'ye yansır, Dorsal Striatum ve NAc dahil olmak üzere diğer birçok bölgeye yansıyan glutaminerjik nöronları aktive eder ve sonuçta PFC'nin uyaranlara yanıt olarak belirginlik ve koşullu davranışlara aracılık etmesine izin verir.
  • Özellikle, bağımlılık yapan ilaçlardan uzak durma, güçlü isteklere yol açan NAc'ye glutamaterjik projeksiyon olan PFC'yi aktive eder ve yoksunluktan kaynaklanan bağımlılık davranışlarının eski haline getirilmesini modüle eder. PFC ayrıca mezokortikal yol aracılığıyla VTA ile etkileşime girer ve çevresel ipuçlarını ödülle ilişkilendirmeye yardımcı olur.

hipokampus

  • Hipokampus, anıların yaratılması ve saklanması da dahil olmak üzere birçok işleve sahiptir. Ödül devresinde, bağlamsal anılara ve ilgili ipuçlarına hizmet eder. Sonuç olarak, ipuçları ve bağlamsal tetikleyiciler aracılığıyla ödül arayan davranışların eski haline getirilmesinin temelini oluşturur.

amigdala

  • AMY, VTA'dan girdi alır ve NAc'ye çıktı verir. Amigdala, güçlü duygusal flaş hatıraları yaratmada önemlidir ve muhtemelen güçlü işaretle ilişkili hatıraların yaratılmasının temelini oluşturur. Ayrıca, yoksunluğun kaygı etkilerine aracılık etmede ve bağımlılıkta artan ilaç alımında önemlidir.

Zevk merkezleri

Zevk , ödülün bir bileşenidir, ancak tüm ödüller zevkli değildir (örneğin, bu tepki şartlanmadıkça para zevk getirmez). Doğal olarak zevkli ve bu nedenle çekici olan uyaranlar içsel ödüller olarak bilinirken, çekici ve motive edici davranışa yönelik, ancak doğal olarak zevkli olmayan uyaranlar dışsal ödüller olarak adlandırılır . Dışsal ödüller (örneğin para), içsel bir ödülle öğrenilmiş bir ilişkinin sonucu olarak ödüllendiricidir. Başka bir deyişle, dışsal ödüller, elde edildikten sonra "isteme" tepkilerini uyandıran, ancak "beğenme" tepkilerini ortaya çıkaran motivasyonel mıknatıslar olarak işlev görür.

Ödül sistemi, zevk merkezlerini  veya hedonik sıcak noktaları , yani içsel ödüllerden gelen haz veya "beğenme" tepkilerine aracılık eden beyin yapılarını içerir. Ekim 2017 itibariyle, hedonik sıcak noktalar, çekirdek akumbens kabuğu , ventral pallidum , parabrakial çekirdek , orbitofrontal korteks (OFC) ve insular korteks içindeki alt bölümlerde tanımlanmıştır . Çekirdek akkumens kabuğu içindeki sıcak nokta, orta kabuğun rostrodorsal kadranında bulunurken, hedonik soğuk nokta daha arka bölgede bulunur. Posterior ventral pallidum ayrıca hedonik bir sıcak nokta içerirken, ön ventral pallidum hedonik bir soğuk nokta içerir. Opioidlerin , endokannabinoidlerin ve oreksin mikroenjeksiyonları, bu sıcak noktalarda beğeniyi artırabilir. Ön OFC ve arka insula'da bulunan hedonik sıcak noktaların, ön insula ve arka OFC'deki örtüşen hedonik soğuk nokta gibi oreksin ve opioidlere yanıt verdiği gösterilmiştir. Öte yandan, parabrakiyal çekirdek sıcak noktasının sadece benzodiazepin reseptör agonistlerine yanıt verdiği gösterilmiştir.

Dizinlenen şekilde Hazcı noktaları fonksiyonel, diğerlerinin işe bir sıcak nokta sonuçlarının bu aktivasyonu, bağlı başlatılan ifadesi ve c-Fos , bir hemen erken gen . Ayrıca, bir etkin noktanın inhibisyonu, başka bir etkin noktanın etkinleştirilmesinin etkilerinin körelmesine neden olur. Bu nedenle, ödül sistemindeki her hedonik etkin noktanın eşzamanlı aktivasyonunun, yoğun bir öfori hissi yaratmak için gerekli olduğuna inanılmaktadır .

İstemek ve hoşlanmak

Çekirdekteki iştah açıcı ve savunmacı tepkilerin ayarlanması kabuğu toplar. (Yukarıda) AMPA blokajı, değerlik ne olursa olsun motive olmuş davranışlar üretmek için D1 işlevine ve savunma davranışları üretmek için D2 işlevine ihtiyaç duyar. GABA agonizmi ise dopamin reseptör işlevi gerektirmez.(Aşağıda) AMPA antagonizminin ürettiği stres altında defansif davranışlar üreten anatomik bölgelerin genişlemesi ve ev ortamındaki iştah açıcı davranışlar. Bu esneklik GABA agonizmi ile daha az belirgindir.

Teşvik edici belirginlik , çekirdek akumbens kabuğu (NAcc kabuğu) tarafından ödüllendirici bir uyarana atanan, motivasyonel bir bileşen içeren "istemek" veya "arzu" niteliğidir . Mezolimbik yoldan NAcc kabuğuna dopamin nörotransmisyonunun derecesi, ödüllendirici uyaranlara yönelik teşvik edici belirginliğin büyüklüğü ile yüksek oranda ilişkilidir.

Accumbens çekirdeğinin dorsorostral bölgesinin aktivasyonu, beğenmede eşzamanlı artışlar olmaksızın, istemedeki artışlarla ilişkilidir. Bununla birlikte, çekirdeğe accumbens kabuğuna dopaminerjik nörotransmisyon, yalnızca ödüllendirici uyaranlara yönelik iştah açıcı motivasyonel belirginlikten (yani teşvik edici belirginlikten) değil, aynı zamanda davranışı istenmeyen uyaranlardan uzaklaştıran caydırıcı motivasyonel belirginlikten de sorumludur . Dorsal striatumda, MSN'leri ifade eden D1'in aktivasyonu, iştah açıcı teşvik belirginliği üretirken, D2 ifade eden MSN'lerin aktivasyonu, isteksizlik üretir. NAcc'de, böyle bir ikilik kesin bir ayrım değildir ve hem D1 hem de D2 MSN'lerin aktivasyonu, muhtemelen ventral pallidum'u inhibe ederek VTA'nın disinhibisyonu yoluyla motivasyonu arttırmak için yeterlidir.

Robinson ve Berridge'in 1993 teşvik-duyarlılaştırma teorisi, ödülün ayrılabilir psikolojik bileşenler içerdiğini öne sürdü : istemek (teşvik) ve hoşlanmak (zevk). Çikolata gibi belirli bir uyaranla artan teması açıklamak için, iş başında iki bağımsız faktör vardır - çikolataya sahip olma arzumuz (istek) ve çikolatanın zevk etkisi (beğenme). Robinson ve Berridge'e göre, istemek ve beğenmek aynı sürecin iki yönüdür, bu nedenle ödüller genellikle aynı derecede istenir ve sevilir. Ancak isteme ve beğenme de belirli koşullar altında bağımsız olarak değişir. Örneğin, dopamin aldıktan sonra yemek yemeyen (yiyecek arzusu kaybı yaşayan) fareler, hala yemekten hoşlanıyormuş gibi davranırlar. Başka bir örnekte, sıçanların lateral hipotalamusundaki aktive edilmiş kendi kendini uyaran elektrotlar iştahı arttırır, ancak aynı zamanda şeker ve tuz gibi tatlara karşı daha fazla ters reaksiyona neden olur; görünüşe göre, uyarım istemeyi artırıyor ama sevmeyi değil. Bu tür sonuçlar, sıçanların ödül sisteminin bağımsız isteme ve beğenme süreçlerini içerdiğini göstermektedir. İsteyen bileşenin dopaminerjik yollar tarafından kontrol edildiği düşünülürken , beğenen bileşenin opiat-benzodiazepin sistemleri tarafından kontrol edildiği düşünülmektedir.

Anti-ödül sistemi

Koobs & Le Moal, ödül peşinde koşma davranışının zayıflamasından sorumlu olan ve ödül karşıtı devre olarak adlandırdıkları ayrı bir devre olduğunu öne sürdüler. Bu bileşen ödül devresinde fren görevi görür, böylece aşırı yiyecek, cinsiyet vb. peşinde koşmayı önler. Bu devre, amigdalanın (stria terminalinin yatak çekirdeği, merkezi çekirdek), Nucleus Accumbens ve sinyalin birçok bölümünü içerir. norepinefrin, kortikotropin salma faktörü ve dinorfin dahil olmak üzere moleküller. Bu devrenin aynı zamanda stresin hoş olmayan bileşenlerine aracılık ettiği varsayılır ve bu nedenle bağımlılık ve geri çekilme ile ilgili olduğu düşünülür. Ödül devresi, bağımlılığın gelişiminde yer alan ilk olumlu pekiştirmeye aracılık ederken, ödüllendirici uyaranların peşinde koşmayı motive eden, daha sonra olumsuz pekiştirme yoluyla hakim olan ödül karşıtı devredir.

Öğrenme

Ödüllendirici uyaranlar, hem klasik koşullanma (Pavlovian koşullandırma) hem de edimsel koşullama (araçsal koşullama ) biçiminde öğrenmeyi yönlendirebilir . Klasik koşullandırmada, bir ödül, koşullu uyarıcı ile ilişkilendirildiğinde, koşullu uyarıcının hem kas-iskelet sistemini (basit yaklaşma ve kaçınma davranışları biçiminde) hem de bitkisel tepkileri ortaya çıkarmasına neden olan koşulsuz bir uyarıcı olarak hareket edebilir. Edimsel koşullanmada, bir ödül, kendisine yol açan eylemleri arttırdığı veya desteklediği için bir güçlendirici olarak hareket edebilir . Öğrenilmiş davranışlar, yol açtıkları sonuçların değerine duyarlı olabilir veya olmayabilir; Bir eylemin performansı üzerindeki bir sonucun olumsallığına ve sonuç değerine duyarlı olan davranışlar hedefe yöneliktir , olumsallığa veya değere karşı duyarsız olan ortaya çıkan eylemlere alışkanlıklar denir . Bu ayrımın, modelden bağımsız ve modele dayalı olmak üzere iki öğrenme biçimini yansıttığı düşünülmektedir. Modelsiz öğrenme, değerlerin basit bir şekilde önbelleğe alınmasını ve güncellenmesini içerir. Buna karşılık, model tabanlı öğrenme, çıkarsama ve esnek tahmine izin veren dahili bir olay modelinin depolanmasını ve oluşturulmasını içerir. Pavlovian koşullandırmanın genellikle modelden bağımsız olduğu varsayılsa da, koşullu bir uyarana atanan teşvik edici belirginlik, içsel motivasyonel durumlardaki değişiklikler açısından esnektir.

Farklı sinir sistemleri, uyarıcılar ve sonuçlar, eylemler ve sonuçlar ve uyarıcılar ve tepkiler arasındaki ilişkileri öğrenmekten sorumludur. Klasik koşullandırma ödül sistemi ile sınırlı olmamakla birlikte, uyaranlarla araçsal performansın arttırılması (yani Pavlovian-enstrümantal transfer ) çekirdeğin accumbens'i gerektirir. Alışkanlık ve hedefe yönelik enstrümantal öğrenme , sırasıyla lateral striatuma ve medial striatuma bağlıdır .

Enstrümantal öğrenme sırasında oranında değişikliklere karşı AMPA için , NMDA reseptörleri ve fosforile Erk meydana D 1 -tipi ve D 2 oluşturan tipi MSNs doğrudan ve dolaylı yollar sırasıyla. Sinaptik plastisitedeki bu değişiklikler ve beraberindeki öğrenme, striatal D1 ve NMDA reseptörlerinin aktivasyonuna bağlıdır. D1 reseptörleri tarafından aktive edilen hücre içi kaskad, protein kinaz A'nın alımını ve DARPP-32'nin sonuçta fosforilasyonu yoluyla, ERK'yi deaktive eden fosfatazların inhibisyonunu içerir. NMDA reseptörleri, farklı fakat birbiriyle ilişkili bir Ras-Raf-MEK-ERK yolu yoluyla ERK'yi aktive eder . NMDA aktivasyonu aynı zamanda ERK deaktive edici fosfatazların PKA aracılı inhibisyonunu da inhibe ettiğinden, ERK'nin tek başına NMDA aracılı aktivasyonu kendi kendini sınırlar. D1 ve NMDA basamakları eş aktif olan, ancak, sinerjik olarak çalışır ve ERK elde edilen aktivasyon omurga yeniden AMPA reseptörlerinin taşınması düzenlenmesinde şeklinde sinaptik plastisite düzenleyen CREB inhibe ederek, hücresel uyarılabilirliği artırılarak ve Kv4.2

bozukluklar

Bağımlılık

ΔFosB (DeltaFosB) - Bir gen transkripsiyon faktörü - aşırı içinde D1 tipi orta spinal nöronların ve nucleus accumbens'inde olan önemli hemen hemen tüm bağımlılığı (örneğin, biçimleri arasında ortak faktörü davranış alışkanlıklar ve ilaç bağımlılığı ) olup indükler, bağımlılıkla ilgili davranış ve sinirsel plastisite . Özellikle, ΔFosB, belirli bağımlılık yapan ilaçlar ve davranışlar arasında kendi kendine yönetim , ödül duyarlılığı ve ödül çapraz duyarlılık etkilerini teşvik eder . Beynin belirli bölgelerindeki histon protein kuyruklarının (yani histon modifikasyonlarının) belirli epigenetik modifikasyonlarının , bağımlılıkların moleküler temelinde çok önemli bir rol oynadığı da bilinmektedir .

Bağımlılık yapan uyuşturucular ve davranışlar , dopamin ödül yolu üzerindeki etkileri nedeniyle ödüllendirici ve pekiştiricidir (yani bağımlılık yapar ) .

Yan hipotalamus ve iç yan ön beyin demeti özellikle beyin uyarımı ödül ilaçların etkileri çalışmalarda, en çok sık çalışılan beyin uyarımı ödül Alanı olmuştur. Kötüye kullanılan ilaçların alışkanlık oluşturan eylemleriyle en açık şekilde tanımlanan nörotransmitter sistemi , çekirdek akumbens'teki efferent hedefleri ve yerel GABAerjik afferentleri ile mezolimbik dopamin sistemidir . Amfetamin ve kokainin ödülle ilgili eylemleri, çekirdeğin accumbens ve belki de medial prefrontal korteksin dopaminerjik sinapslarındadır . Sıçanlar ayrıca, çekirdekteki accumbens'teki dopamin döngüsünü artırarak çalışan medial prefrontal kortekse kokain enjeksiyonları için kaldıraçla bastırmayı da öğrenirler. Doğrudan çekirdeğe verilen nikotin, muhtemelen bu bölgenin dopaminerjik terminalleri üzerindeki presinaptik bir etki ile lokal dopamin salınımını da arttırır. Nikotinik reseptörler dopaminerjik hücre gövdelerinde lokalize olur ve lokal nikotin enjeksiyonları, nikotinik ödül için kritik olan dopaminerjik hücre ateşlemesini arttırır. Bazı ek alışkanlık oluşturan ilaçların, dopaminerjik projeksiyonları aktive etmesine rağmen, sonuç olarak orta dikenli nöronların çıktısını azaltması muhtemeldir . Opiatlar için, ödül etkileri için en düşük eşik bölgesi , çekirdeğin akumbens'in orta dikenli çıkış nöronları üzerindeki afyon ödüllendirici eylemlerin ikincil bir bölgesi olan ventral tegmental alandaki GABAerjik nöronlar üzerindeki eylemleri içerir . Bu nedenle, şu anda karakterize edilen ilaç ödül devresinin çekirdeğini aşağıdakiler oluşturur; GABAerjik afferentler mezolimbik dopamin nöronları için mezolimbik dopamin nöronları için (opiat ödül primer tabaka), mezolimbik dopamin nöronları kendilerini (psikomotor uyarıcı ödül primer tabaka) ve GABAerjik efferentler (opiat ödül ikincil yeri).

Motivasyon

İşlevsel olmayan motivasyonel belirginlik, bir dizi psikiyatrik semptom ve bozuklukta ortaya çıkar. Geleneksel olarak zevk hissetme kapasitesinin azalması olarak tanımlanan anhedonia , çoğu anhedonik popülasyon bozulmamış “beğenme” sergilediği için körelmiş teşvik belirginliğini yansıttığı için yeniden incelenmiştir. Spektrumun diğer ucunda, belirli uyaranlar için daraltılmış artan teşvik belirginliği, davranışsal ve uyuşturucu bağımlılıklarının özelliğidir. Korku ya da paranoya durumunda, işlev bozukluğu, artan caydırıcı belirginlikte olabilir .

Anhedonia ile ilişkili tanılar arasında yapılan beyin görüntüleme çalışmaları, OFC ve ventral striatumda aktivitenin azaldığını bildirmiştir. Bir meta analiz, anhedonia'nın kaudat çekirdek, putamen, çekirdek akumbens ve medial prefrontal kortekste (mPFC) ödül beklentisine verilen sinirsel tepkinin azalmasıyla ilişkili olduğunu bildirdi.

Duygudurum bozuklukları

Ödül için çaba harcama istekliliği ile değerlendirildiği üzere, belirli depresyon türleri düşük motivasyonla ilişkilidir. Bu anormallikler geçici olarak striatum bölgelerindeki azalmış aktivite ile bağlantılıdır ve dopaminerjik anormalliklerin bir rol oynadığı varsayılırken, depresyonda dopamin fonksiyonunu araştıran çoğu çalışma tutarsız sonuçlar bildirmiştir. Postmortem ve nörogörüntüleme çalışmaları ödül sisteminin birçok bölgesinde anormallikler bulsa da, birkaç bulgu tutarlı bir şekilde tekrarlanıyor. Bazı çalışmalar, ödül veya pozitif uyaranlarla ilgili görevler sırasında NAcc, hipokampus, medial prefrontal korteks (mPFC) ve orbitofrontal korteks (OFC) aktivitesinin yanı sıra yüksek bazolateral amigdala ve subgenual singulat korteks (sgACC) aktivitesinin azaldığını bildirmiştir . Bu beyin görüntüleme anormallikleri, küçük ölüm sonrası araştırmalarla tamamlanmaktadır, ancak yapılan çok az araştırma, mPFC'deki uyarıcı sinapsların azaldığını göstermektedir. Ödülle ilgili görevler sırasında mPFC'deki azaltılmış aktivite, daha fazla dorsal bölgeye (yani pregenual singulat korteks ) lokalize gibi görünürken, daha fazla ventral sgACC depresyonda hiperaktiftir.

Hayvan modellerinde altta yatan sinir devrelerini araştırma girişimleri de çelişkili sonuçlar vermiştir. Birçoğu mevcut olmasına rağmen, depresyon, kronik sosyal yenilgi (CSDS) ve kronik hafif stresi (CMS) simüle etmek için yaygın olarak iki paradigma kullanılır. CSDS, zorunlu yüzme testinde sakaroz tercihinde azalma, sosyal etkileşimlerde azalma ve hareketsizliğin artmasını sağlar. CMS benzer şekilde sakaroz tercihini ve kuyruk süspansiyonu ve zorunlu yüzme testleri ile değerlendirildiği üzere davranışsal umutsuzluğu azaltır. CSDS'ye duyarlı hayvanlar, artan fazik VTA ateşlemesi sergiler ve VTA-NAcc projeksiyonlarının inhibisyonu, CSDS'nin neden olduğu davranışsal eksiklikleri azaltır. Bununla birlikte, VTA- mPFC projeksiyonlarının inhibisyonu, sosyal geri çekilmeyi şiddetlendirir. Öte yandan, sakaroz tercihinde ve hareketsizlikte CMS ile ilişkili azalmalar, sırasıyla VTA uyarımı ve inhibisyonu ile zayıflatılmış ve şiddetlenmiştir. Bu farklılıklar, farklı stimülasyon protokollerine veya zayıf çeviri paradigmalarına atfedilebilir olsa da, değişken sonuçlar, ödülle ilgili bölgelerin heterojen işlevselliğinde de olabilir.

Bir bütün olarak mPFC'nin optogenetik uyarımı, antidepresan etkiler üretir. Bu etki, pgACC'nin (prelimbik korteks) kemirgen homologunda lokalize görünmektedir, çünkü sgACC'nin (infralimbik korteks) kemirgen homologunun uyarılması hiçbir davranışsal etki üretmez. Ayrıca inhibitör etkisi olduğu düşünülen infralimbik kortekste derin beyin uyarımı da antidepresan etki yaratır. Bu bulgu, infralimbik korteksin farmakolojik inhibisyonunun depresif davranışları azalttığı gözlemiyle uyumludur.

Şizofreni

Şizofreni , genellikle azalmış spontan konuşma gibi diğer olumsuz semptomlar altında gruplanan motivasyon eksiklikleri ile ilişkilidir . Sonuçların parasal ödüller gibi belirli uyaranlara özgü olabilmesine rağmen, "beğenme" deneyiminin hem davranışsal hem de sinirsel olarak bozulmadığı sıklıkla bildirilmektedir. Ayrıca, örtük öğrenme ve basit ödülle ilgili görevler de şizofrenide bozulmamıştır. Aksine, ödül sistemindeki eksiklikler, bilişsel olarak karmaşık olan ödülle ilgili görevler sırasında belirgindir. Bu eksiklikler hem anormal striatal hem de OFC aktivitesi ile ve ayrıca dorsolateral prefrontal korteks (DLPFC) gibi bilişsel işlevlerle ilişkili bölgelerdeki anormallikler ile ilişkilidir .

Dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu

DEHB olanlarda , ödül sisteminin temel yönleri yetersizdir ve düzenli faaliyetlerden ödül almayı zorlaştırır. Bozukluğu olanlar, yüksek uyarıcı bir davranış dopamin salınımını tetikledikten sonra motivasyon artışı yaşarlar. Bu destek ve ödülün ardından, temel seviyelere dönüş, motivasyonda ani bir düşüşe neden olur.

Bozuklukları dopaminerjik ve serotoninerjik fonksiyonun DEHB önemli faktörler olduğu söylenmektedir. Bu bozukluklar, ödül işlemenin düzensizliği ve anhedonia dahil olmak üzere motivasyonel işlev bozukluğu gibi yürütücü işlev bozukluklarına yol açabilir .

Tarih

cilt kutusu

Beyinde bir ödül sisteminin varlığına dair ilk ipucu, 1954'te James Olds ve Peter Milner tarafından bir kaza keşfiyle geldi. Farelerin, belirli bir bölgeye kısa bir elektrik uyarısı vermek için bir bara basmak gibi davranışlar sergilediklerini keşfettiler. beyinlerindeki siteler. Bu fenomene intrakraniyal kendi kendini uyarma veya beyin stimülasyon ödülü denir . Tipik olarak, fareler bu beyin stimülasyonunu elde etmek için bir kola saatte yüzlerce veya binlerce kez basarlar ve yalnızca tükendiklerinde dururlar. Sıçanlara problem çözmeyi ve labirenti çalıştırmayı öğretmeye çalışırken, beynin uyarının bulunduğu belirli bölgelerin uyarılması hayvanlara zevk veriyor gibiydi. Aynı şeyi insanlarda da denediler ve sonuçlar benzerdi. Hayvanların neden kendilerinin veya türlerinin hayatta kalması için hiçbir değeri olmayan bir davranışta bulunduğunun açıklaması, beyin uyarımının ödülün altında yatan sistemi harekete geçirmesidir.

1954'te yapılan temel bir keşifte, araştırmacılar James Olds ve Peter Milner, farelerin beyninin belirli bölgelerinin düşük voltajlı elektrikle uyarılmasının, hayvanlara labirentleri çalıştırmayı ve problem çözmeyi öğretmede bir ödül olarak hareket ettiğini buldular. Beynin bu bölümlerinin uyarılmasının hayvanlara zevk verdiği görülüyordu ve daha sonraki çalışmalarda insanlar bu tür uyaranlardan haz verici duyumlar bildirdiler. Sıçanlar, bir kola basarak ödül sistemini uyarabilecekleri Skinner kutularında test edildiğinde , fareler saatlerce bastırdı. Sonraki yirmi yılda yapılan araştırmalar, dopaminin bu bölgelerde nöral sinyalleşmeye yardımcı olan ana kimyasallardan biri olduğunu ve dopaminin beynin "zevk kimyasalı" olduğunu öne sürdü.

Ivan Pavlov , klasik koşullanmayı incelemek için ödül sistemini kullanan bir psikologdu . Pavlov, köpekleri bir zil veya başka bir uyaran duyduktan sonra yiyecekle ödüllendirerek ödül sistemini kullandı. Pavlov köpekleri ödüllendiriyordu, böylece köpekler yemeği, ödülü, zili, uyarıcıyı ilişkilendirdi. Edward L. Thorndike, edimsel koşullamayı incelemek için ödül sistemini kullandı. Kedileri bir bulmaca kutusuna koyarak ve kedinin kaçmak istemesi için kutunun dışına yiyecek koyarak başladı. Kediler, yiyeceğe ulaşmak için bulmaca kutusundan çıkmaya çalıştı. Kediler kutudan kaçtıktan sonra mamayı yemelerine rağmen, Thorndike kedilerin mama ödülü almadan kutudan kaçmaya çalıştıklarını öğrendi. Thorndike, kedilerin ödül sistemini uyarmak için yiyecek ve özgürlüğün ödüllerini kullandı. Thorndike bunu kedilerin kutudan kaçmayı nasıl öğrendiğini görmek için kullandı.

Diğer türler

Hayvanlar, doğrudan orta beyin tegmentumuna veya nükleus akumbenslerine bir afyon enjeksiyonu elde etmek için bir çubuğa basmayı çabucak öğrenirler . Aynı hayvanlar, mezolimbik yolun dopaminerjik nöronları etkisiz hale getirilirse afyon elde etmek için çalışmazlar . Bu perspektifte, insanlar gibi hayvanlar da dopamin salınımını artıran davranışlarda bulunurlar.

Duygusal sinirbilimde bir araştırmacı olan Kent Berridge , tatlı ( beğenilen  ) ve acı ( sevilmeyen  ) tatların farklı ağız-yüz ifadeleri ürettiğini ve bu ifadelerin benzer şekilde insan yeni doğanlar, orangutanlar ve sıçanlar tarafından sergilendiğini buldu. Bu, zevkin (özellikle hoşlanmanın ) nesnel özelliklere sahip olduğunun ve çeşitli hayvan türlerinde esasen aynı olduğunun kanıtıydı . Çoğu sinirbilim araştırması, ödül tarafından ne kadar çok dopamin salınırsa, ödülün o kadar etkili olduğunu göstermiştir. Buna, ödül için harcanan çaba ve ödülün kendisi tarafından değiştirilebilen hedonik etki denir. Berridge, dopamin sistemlerinin bloke edilmesinin, tatlı bir şeye verilen pozitif tepkiyi değiştirmediğini keşfetti (yüz ifadesi ile ölçüldüğü gibi). Başka bir deyişle, hedonik etki şeker miktarına göre değişmedi. Bu, dopaminin zevke aracılık ettiğine dair geleneksel varsayımı indirdi. Daha yoğun dopamin değişiklikleriyle bile, veriler sabit kalıyor gibiydi. Bununla birlikte, bir dopamin öncüsünün ( levodopa ), antagonistinin ( risperidon ) ve bir plasebonun müziğe verilen ödül tepkileri üzerindeki etkisini değerlendiren Ocak 2019 tarihli bir klinik çalışma – elektrodermal değişikliklerle ölçüldüğü üzere müzikal titreme sırasında yaşanan zevk derecesi dahil Aktivite ve subjektif derecelendirmeler - dopamin nörotransmisyonunun manipülasyonunun, insan deneklerde zevk bilişini (özellikle müziğin hedonik etkisi ) çift ​​yönlü olarak düzenlediğini buldu . Bu araştırma, artan dopamin nörotransmisyonunun , insanlarda müziğe verilen zevkli hedonik tepkiler için olmazsa olmaz bir koşul olarak hareket ettiğini göstermiştir .

Berridge'nin geliştirilen teşvik atlama ' adresine hipotezi isteyen ödüllerin yönü. Uyuşturucu artık öfori üretmediğinde bile uyuşturucu bağımlıları tarafından uyuşturucuların kompulsif kullanımını ve bireyin yoksunluktan geçtikten sonra bile yaşadığı şiddetli istekleri açıklar. Bazı bağımlılar, uyuşturucuların neden olduğu sinirsel değişiklikleri içeren belirli uyaranlara yanıt verir. Beyindeki bu duyarlılık, dopaminin etkisine benzer çünkü isteme ve sevme tepkileri oluşur. İnsan ve hayvan beyinleri ve davranışları, ödül sistemleriyle ilgili olarak benzer değişiklikler yaşar çünkü bu sistemler çok belirgindir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  • Genç, Jared W.; Anticevic, Alan; Barch, Deanna M. (2018). "Psikotik Bozuklukların Bilişsel ve Motivasyonel Sinirbilimi". Charney'de Dennis S.; Sklar, Pamela; Buxbaum, Joseph D.; Nestler, Eric J. (ed.). Charney & Nestler's Neurobiology of Mental Illness (5. baskı). New York: Oxford University Press. ISBN'si 9780190681425.

Dış bağlantılar