Dopamine signalen in kaart gebracht

In de hersenen zijn dopaminesignalen – een boodschapper die het mogelijk maakt voor zenuwcellen om met elkaar te communiceren – cruciaal voor gemotiveerd gedrag. De lokale specialiteit en de precieze informatie die door dopaminesignalen wordt overgebracht, staat ter discussie. Lange tijd overheerste het idee dat dopamine zorgt voor een zogenaamde Reward prediction error – verschil tussen ontvangen en voorspelde beloningen – en dat dit signaal gelijkmatig door de hersenen wordt uitgezonden. Onderzoekers van het Nederlands Herseninstituut tonen nu aan dat deze Prediction Error beperkt is tot een specifiek deel van het Striatum en dat dopaminesignalen algemeen ook regionaal gevarieerd zijn.

Het vrijgeven van dopamine is cruciaal voor de zenuwwerking van, en gedragsmatig reagerend op, aantrekkelijke en afstotende prikkels. Men denkt dat het dopaminesysteem bij veel psychiatrische stoornissen ontregeld is. Het grootste volume aan dopamine komt vrij in het striatum – een grote hersenkern die belangrijkste invoerstructuur is van de basale ganglia en het belangrijkste doelwit van dopamine-zenuwcellen in de middenhersenen. Het striatum bediend de cruciale rol van dopamine in gemotiveerd gedrag. Hoewel het duidelijk is dat dopamine in het striatum een belangrijke rol speelt bij gemotiveerd gedrag en leren, staat de precieze informatie-inhoud van dopamine-signalen actief ter discussie.

De onderzoekers van het Herseninstituut ontdekten dat de afgifte van dopamine in veel opzichten lokaal extreem heterogeen is en dat een prediction error signaal voornamelijk wordt gevonden in een relatief klein domein van het striatum. ‘’Ondanks alle verschillen, is een ander opvallend organiserend principe dat de subjectieve waarde van de prikkel de dopamineconcentratie gelijkmatig over alle gebieden stuurt. Dit betekent dat aantrekkelijke prikkels dopamine verhogen en afstotende prikkels dopamine verlagen’’, zegt Ingo Willuhn, Groepsleider van bij het Nederlands Herseninstituut.

Willuhn: ‘’Tot nu toe belemmerde zowel het gebrek aan meetinstrumenten die alle relevante paden kunnen bereiken als gebrek aan gelijkmatige metingen in verschillende gebieden van het striatum het onderzoek naar de precieze informatie die door dopaminesignalen wordt overgebracht’’. Voor het eerst keken de onderzoekers van het Herseninstituut naar zes lokale gebieden tegelijk. Met behulp van een elektro-analytische methode volgden ze de dopamine-afgifte van seconde tot seconde in alle functioneel relevante domeinen van het striatum in ratten tijdens gedragsconditionering.

Deze bevindingen dragen bij aan het ontrafelen van de al lang bestaande vraag, hoe lokale dopamine in het stratum zijn vele functies realiseert.