Возможно, вы слышали о нейротрансмиттере дофамине, который, кажется, получает такое же широкое освещение в СМИ, как и многие голливудские знаменитости. В десятках статей в Интернете дофамин изображается как секретный соус для человеческого плохого поведения - вещь, которая якобы заставляет нас жаждать всего, от секса до шоколада и ставок на деньги, которые мы не можем позволить себе проиграть в блэкджек. Если верить шумихе, это также то, что заставляет нас проверять Facebook каждые 20 минут и часами сидеть на диване, убивая зомби в видеоигре. Дофамин часто связан с зависимостью, алкоголизмом, сексуальным вожделением, компульсивным поведением и опасным риском.
Как однажды пожаловался британский научный журналист Вон Белл, простое упоминание дофамина имеет тенденцию звучать как научно доказанный порок.«Если вы с чем-то не согласны, просто скажите, что он высвобождает дофамин, и намекните, что он должен вызывать опасное привыкание», - написал он, назвав дофамин Ким Кардашьян среди нейротрансмиттеров за его «мгновенную привлекательность для вялых репортажей».
На самом деле, дофамин - это просто химическое вещество, которое позволяет сигналам проходить через синапсы, промежутки между нейронами. Делая это, он позволяет сетям, состоящим из огромного количества нейронов, выполнять свою работу. Все это на самом деле намного сложнее, о чем мы поговорим позже.
Так почему у дофамина такая скандальная репутация? Это потому, что сигнализация дофамина является ключевым игроком в системе вознаграждения мозга, которая влияет на то, чтобы мы делали то, что доставляет удовольствие, и делаем это снова и снова. Но это только одна из многочисленных функций, которые дофамин выполняет в нашем организме. Это также жизненно важно для таких важных процессов, как управление моторикой, обучение и память. Сбои в проводке, которая использует дофамин, по-видимому, играют роль в многочисленных расстройствах, включая болезнь Паркинсона и шизофрению.
В этой статье мы объясним, что такое дофамин и как он работает в нашем мозгу и теле. Мы также объясним, чем не является дофамин, и попытаемся развеять некоторые мифы, возникшие вокруг этого химического вещества.
Наука о дофамине
Как мы объясняли ранее, дофамин является одним из более чем 100 химических веществ, известных как нейротрансмиттеры, которые позволяют нейронам в мозге общаться друг с другом и управлять всем, что происходит в нашем теле.
Как и все нейротрансмиттеры, дофамин проходит цикл, который начинается с того, что он синтезируется нейроном (называемымпресинаптической клеткой). Эта клетка высвобождает дофамин, и он всплывает в синапс, промежуток между нейронами, а затем вступает в контакт и связывается со структурами, называемыми рецепторами на другом нейроне, которые затем передают сигнал второму нейрону. После того, как дофамин выполняет свою миссию, он быстро удаляется и деградирует. Влияние дофамина на ваш мозг во многом зависит от того, какие нейроны задействованы и какие рецепторы связывают дофамин.
По мере движения молекул дофамин довольно компактен и состоит всего из 22 атомов. Лишь крошечная часть из 100 миллиардов или около того нейронов мозга - всего 20 000 - вырабатывают дофамин, большинство из них в структурах среднего мозга, таких как черная субстанция, которая помогает контролировать движение, и префронтальная кора..
Эти специализированные нейроны вырабатывают дофамин, беря аминокислоту под названиемтирозини объединяя ее с ферментомтирозингидроксилазой. Добавьте еще один шаг к химической реакции, и вы получите другой нейротрансмиттер,норэпинефрин.
С точки зрения истории эволюции, дофамин существует уже давно, и он обнаружен у животных, от ящериц до людей. Но у людей много дофамина, и со временем мы, кажется, эволюционировали, чтобы производить все больше и больше его, возможно, потому, что это помогает нам быть агрессивными и конкурентоспособными. Как писала в 2011 году эволюционный психиатр Эмили Динс, «дофамин - это то, что сделало людей такими успешными». Исследователи обнаружили, что у людей примерно в три раза больше нейронов, вырабатывающих дофамин, чем у других приматов.
Измерение дофамина
Исследователи Массачусетского технологического института разработали крошечные зонды диаметром всего 10 микрон, которые можно имплантировать в мозг животных для отслеживания дофамина. Поскольку они такие маленькие, они не вызывают образования рубцовой ткани и могут функционировать более года.
Как действует дофамин в организме человека?
Функция дофамина на самом базовом уровне заключается в обеспечении прохождения сигналов через синапсы от одного нейрона к другому. Но это точка зрения высокого уровня. При ближайшем рассмотрении сети, которые используют дофамин, состоят из огромного количества нейронов, и эффекты высвобождения дофамина могут различаться в зависимости от того, какие типы нейронов задействованы и какие из пяти различных типов рецепторов используют дофамин для соединения нейронов.. Определенная роль, которую играют нейроны, также может быть фактором.
Эффекты дофамина зависят от того, какой из четырех путей используется в мозге и теле, где он работает для облегчения общения. Первый - этонигростриарный тракт, который связан с моторным контролем в организме. Когда нейроны в этой системе перестают работать, это может привести к таким расстройствам, как болезнь Паркинсона.
Другим являетсямезокортикальный путь, который проходит от вентральной области покрышки к дорсолатеральной лобной коре головного мозга. Это путь, связанный с планированием, расстановкой приоритетов, ответственностью и другими исполнительными функциями.
Есть такжетуберинфундибулярный путь, который соединяет гипоталамус и гипофиз и блокирует секрецию молока в женской груди. Блокирование этого пути поступления дофамина позволяет кормить грудью.
Наконец, естьмезолимбический путь, который связан с лимбической системой мозга, которая контролирует вознаграждение и эмоции, и включает гиппокамп и медиальную лобную кору. Это путь, которому уделяется наибольшее внимание, поскольку он связан с такими проблемами, как зависимость[источник: Deans].
Допамин играет роль в работе почек и сердца, тошноте и даже психозе. Многие методы лечения шизофрении нацелены на дофамин.
До недавнего времени мало что было известно о точных механизмах, с помощью которых нейроны используют дофамин. Считалось, что в основном это происходит посредством чего-то, называемогообъемной передачей, при котором дофамин медленно и неспецифически распространяется по большим областям мозга, и в процессе происходит установление нужных контактов с определенные нейроны. Но в 2018 году медицинские исследователи из Гарвардского университета опубликовали статью, в которой говорится, что специализированные участки этих клеток высвобождают дофамин чрезвычайно быстро - думаю, за миллисекунды - и точным образом в целевых участках..
Но все это, вероятно, кажется вам ерундой, поэтому в следующем разделе давайте вернемся к роли дофамина в системе вознаграждения мозга и в удовольствии.
Как дофамин связан с удовольствием?
Самые ранние эксперименты с функцией дофамина были проведены еще в 1950-х и 1960-х годах исследователем по имени Джеймс Олдс, который обнаружил, что, когда мозг крыс получает электрическую стимуляцию в определенной области, они продолжают выполнять такое действие, как дергание рычага снова и снова.
Поскольку дофамин играет роль в передаче сигналов, ученые изначально подозревали, что он как-то связан с удовольствием. Люди с клинической депрессией, как правило, имеют низкий уровень дофамина в мозгу, что привело исследователей к гипотезе о том, что низкий уровень дофамина приводит к тому, что человек испытывает меньше удовольствия.
Эта идея продолжает всплывать в популярных СМИ, потому что кажется, что она имеет смысл. Но к концу 1980-х это было опровергнуто исследованиями. В ходе экспериментов животные, чьи дофаминовые клетки были уничтожены лекарствами, по-прежнему наслаждались вкусом сахара, когда его впрыскивали им в рот, о чем свидетельствовало выражение их лиц. Но искать дополнительные вкусы сахара они не стали.
Хотя дофамин не вызывает удовольствия, он влияет на то, как удовольствие влияет на мозг. Но существуют разные взгляды на то, как это достигается. Одна школа мысли состоит в том, что наибольшее влияние дофамина оказывает усиление удовольствия, так что мозг развивает ожидание получения этого результата от действия. Исследования игроков, например, показали, что их мозг испытывает столько же дофаминовой активности, когда они близки к выигрышу, чем когда они действительно выигрывают. Как будто химическое вещество подталкивает их, говоря им, что они выиграют в следующий раз (даже если они не выиграли в прошлый раз).
Другая точка зрения состоит в том, что дофамин просто помогает мозгу чувствовать себя более мотивированным, чтобы что-то делать, чтобы тело чувствовало себя достаточно энергичным, чтобы тянуть этот рычаг снова и снова.
Играет ли дофамин роль в развитии зависимости?
Дофамин не заставляет человека вонзать иглу в руку, курить метамфетамин или нюхать марихуану, а также не создает того удовольствия, которое наркоман испытывает от кайфа. Но дофамин играет определенную роль в злоупотреблении наркотиками и наркомании, усиливая эффект употребления этих наркотиков.
Когда человек накуривается, это вызывает всплеск выработки дофамина в нейронах полосатого тела, в том числе в прилежащем ядре, структурах, которые являются частью сети вознаграждения мозга. Это увеличение количества химического вещества позволяет нейронам создавать больше связей и играет важную роль в программировании мозга на соединение наркотиков с удовольствием, так что у него развивается ожидание вознаграждения и мотивация принять их снова.
«Большие всплески дофамина учат мозг искать наркотики в ущерб другим, более здоровым целям и занятиям», - предупреждает статья на веб-сайте Национального института злоупотребления наркотиками.
Но хотя дофамин увеличивается, когда кто-то употребляет определенные наркотики, не каждый, кто испытывает такой всплеск, обязательно становится наркоманом. Вместо этого, как полагают ученые, дофамин действует в сочетании с рядом других генетических факторов, факторов развития и/или окружающей среды, программируя мозг некоторых людей на развитие принуждения к приему этих наркотиков. Визуальные исследования, например, показали, что у людей, которые становятся наркоманами, уже могут быть различия в их дофаминовых цепях, которые делают их более уязвимыми для того, чтобы попасть на крючок.
Дофамин, вырабатываемый при употреблении наркотиков, гораздо более интенсивен и долговечен, чем дофаминовая реакция, возникающая при приеме пищи или другой обычной деятельности. Кроме того, в отличие от еды, дофаминовая реакция на наркотики не прекращается после окончания действия. Избыток дофамина вызывает кайф.
Когда наркоман постоянно употребляет наркотики, его мозг реагирует на это изменениями. Он пытается компенсировать всплеск выработки дофамина, отключая некоторые из своих дофаминовых рецепторов. Но это только усугубляет ситуацию. Мозг по-прежнему запрограммирован на получение удовольствия от наркотиков, поэтому наркоману приходится употреблять все больше и больше наркотика, чтобы воспроизвести эффект. Кроме того, отключение дофаминовых рецепторов снижает количество удовольствия, которое наркоман получает от любой деятельности, а не только от приема наркотиков - состояние, называемоеангедонияЭто также может заставить человека принимать больше героина или курить все больше и больше метамфетамина, потому что больше ничего не приносит удовольствия.
Наконец, наличие меньшего количества дофаминовых рецепторов связано с увеличением импульсивности, что может привести к тому, что зависимый будет вести себя все более безрассудно в погоне за кайфом.
Не все удовольствия вызывают зависимость
В эссе, опубликованном в New York Times в 2017 году, два профессора психологии отметили, что хотя приятные занятия стимулируют выработку дофамина, его количество сильно варьируется в зависимости от вида деятельности. По их словам, при игре в видеоигры высвобождается столько же дофамина, сколько при съедении кусочка пиццы, а при употреблении метамфетамина высвобождается в 10 раз больше. Они процитировали исследование, опубликованное в Американском журнале психиатрии, которое показало, что не более 1% игроков в видеоигры могут проявлять признаки зависимости.
Связан ли дофамин с риском?
Так же, как дофамин играет роль в развитии наркомании, он также может помочь мозгу человека участвовать в других видах рискованного поведения, таких как азартные игры, опасные виды спорта и беспорядочные половые связи. И некоторые люди, похоже, от природы склонны рисковать подобным образом.
Причина в том, что нейроны, вырабатывающие дофамин, имеют структуры, называемые ауторецепторами, которые помогают ограничивать высвобождение дофамина при стимуляции этих клеток. В исследовании, опубликованном в 2008 году, исследователь из Университета Вандербильта Дэвид Залд и его коллеги обнаружили, что у людей с высокой терпимостью к риску, как правило, меньше таких ауторецепторов, в то время как у людей, которые избегают всего, что может показаться опасным, их больше. Это означает, что у людей, склонных к риску, в мозгу выделяется большее количество дофамина.
«Чем меньше у человека доступных дофаминовых ауторецепторов, тем меньше они способны регулировать количество высвобождаемого дофамина при задействовании этих клеток», - объяснил Залд в пресс-релизе Вандербильта в 2008 году.«Из-за этого новизна и другие потенциально полезные переживания, которые обычно вызывают высвобождение дофамина, будут вызывать большее высвобождение дофамина у этих людей».
И высокий уровень дофамина может стимулировать рискованное поведение. Исследование, опубликованное исследователями Университетского колледжа Лондона в 2015 году, показало, что испытуемые, чей уровень дофамина был повышен с помощью лекарств, чаще выбирали рискованные варианты, предполагающие потенциальную выгоду в экспериментах, хотя такого же эффекта не наблюдалось, когда рискованные варианты приводили к потенциальным потерям. Исследователи отметили, что их работа выявила влияние на принятие решений и эмоции, отличное от установленной роли дофамина в тренировке системы вознаграждения.
Роль дофамина в избегании
Хотя дофамин долгое время ассоциировался с тягой к удовольствиям, недавняя работа исследователей Школы медицины Университета Мэриленда показала, что он также заставляет животных и, предположительно, людей избегать неприятных или болезненных ситуаций и раздражителей.
Часто задаваемые вопросы
Что повышает дофамин?
Дофамин можно повысить, употребляя здоровую пищу, занимаясь спортом и высыпаясь.
Примечание автора: как работает дофамин
Дофамин был интригующим предметом для моего исследования, потому что он стал модным словом в популярной культуре. Я думаю, что это яркий пример того, как мы можем ухватиться за научную концепцию и использовать ее для подтверждения наших собственных предубеждений, не понимая их с самого начала.