Cos'è la dopamina? Che cosa fa e come lo fa? Queste domande hanno causato polemiche nelle neuroscienze per decenni. Un nuovo studio dal Regno Unito potrebbe avere alcune risposte.
La parola dopamina significa cose molto diverse per persone diverse, dalla tossicodipendenza alla malattia di Parkinson a un film hollywoodiano La dopamina fa parte della cultura tradizionale così come un argomento di ricerca duraturamente affascinante nelle neuroscienze. Ha fatto parte di oltre 110.000 documenti di ricerca negli ultimi 60 anni, ma è ancora fonte di controversie tra i neuroscienziati. Tentare di riassumere la funzione della dopamina in un breve post sul blog non sarà facile. Lascerò molti scienziati insoddisfatti e alcuni addirittura arrabbiati!
Iniziamo con le basi. La dopamina è un neurotrasmettitore, una di quelle sostanze chimiche che è responsabile della trasmissione di segnali tra le cellule nervose (neuroni) del cervello. Pochissimi neuroni producono effettivamente dopamina. Alcuni, in una parte del cervello chiamata substantia nigra, sono le cellule che muoiono durante la malattia di Parkinson. Le funzioni degli altri, situate in una parte del cervello chiamata area tegmentale ventrale (VTA), sono meno ben definite e sono la principale fonte della controversia sopra citata (e l'attenzione di questo post). Quando i neuroni della dopamina si attivano, rilasciano dopamina.
Uno dei ruoli meglio descritti per i neuroni della dopamina VTA è l'apprendimento delle ricompense. I neuroni della dopamina VTA si attivano quando qualcosa di buono accade in modo imprevisto, come l'improvvisa disponibilità di cibo. La maggior parte dei farmaci abusati causa il rilascio di dopamina e si pensa che contribuisca alle loro proprietà di dipendenza.
Ma per quanto riguarda le cose brutte? Attivano i neuroni della dopamina? Forse è ancora più importante imparare quando succederà qualcosa di brutto di qualcosa di buono; con i predatori o le malattie spesso non hai una seconda possibilità. La dopamina è coinvolta nell'apprendere cose cattive? Qui sta alcune delle polemiche che circondano la dopamina. Non tutti i neuroni nel VTA producono dopamina. Molti studi avevano suggerito che l'improvvisa presentazione di stimoli avversi o nocivi come il dolore causava l'attivazione di alcuni neuroni nell'area tegmentale ventrale, ma questi erano neuroni della dopamina?
Nel 2004 Mark Ungless e colleghi dell'Università di Oxford (Regno Unito) hanno pubblicato un articolo sulla rivista Science che indicava che i neuroni della dopamina erano universalmente inibiti da eventi avversi. Hanno usato un approccio minuziosamente dettagliato per identificare quei neuroni che sono stati attivati o inibiti da stimoli avversi e quindi hanno analizzato biochimicamente quei neuroni per determinare se fossero veramente neuroni della dopamina. Scoprirono che alcuni neuroni venivano attivati da stimoli avversivi, ma questi neuroni non producevano dopamina.
I risultati erano molto chiari ma erano controversi. Non si sono trovati bene con altri studi sul ruolo della dopamina, compresi alcuni che hanno dimostrato che il trattamento con farmaci che bloccano l'azione della dopamina potrebbe bloccare l'apprendimento di eventi avversi. Inoltre, le misurazioni chimiche hanno indicato che la dopamina è stata rilasciata da animali sottoposti a un'esperienza stressante. Se i neuroni della dopamina non vengono attivati quando si apprendono eventi avversi, come viene rilasciata questa dopamina? e perché bloccare gli effetti della dopamina impedisce l'apprendimento di eventi avversi?
Ungless e co, ora al Medical Science Research Council del Regno Unito, l'Imperial College di Londra, ipotizzarono che il diavolo potesse essere nei dettagli; forse il VTA non è una singola parte del cervello, ma è composto da sottoregioni funzionalmente diverse. Prima di condurre il loro ultimo studio, pubblicato negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (USA), tornarono indietro e guardarono di nuovo alla letteratura sui neuroni della dopamina nell'area tegmentale ventrale. Hanno osservato una stranezza sperimentale; la maggior parte degli studi sui neuroni della dopamina VTA, quelli che dimostrano che i neuroni della dopamina non sono attivati da stimoli avversivi, stavano misurando le risposte da una stessa piccola parte del VTA, chiamato VTA dorsale. Cosa accadrebbe se i neuroni in una parte diversa del VTA venissero attivati da stimoli avversi e liberati dalla dopamina?
Per testare questo, hanno dato ai ratti una scossa elettrica (non una folgorazione, solo una scossa elettrica moderata, più o meno come un cane riceverebbe da un collare di piogge). Durante questo shock elettrico, hanno registrato l'attività dei neuroni dal VTA dorsale e una parte leggermente diversa del VTA chiamato VTA ventrale. Hanno trovato, come altri prima, che i neuroni nel VTA dorsale erano inibiti da uno stimolo avversivo o non rispondevano affatto. Al contrario, quei neuroni nel VTA ventrale sono stati attivati dal footshock. In effetti, sono diventati molto attivi, esibendo un tipo di risposta nota come "burst firing" che ci si aspetterebbe producesse una profonda liberazione di dopamina.
Quindi, sembrerebbe quello, problema risolto! Ma c'è stata un'altra svolta. Come ho già scritto, uno dei ruoli più noti della dopamina è l'apprendimento delle ricompense. Il sollievo da un evento avversivo può essere considerato come una ricompensa. Lo schema di apprendimento mostrato dagli animali e dagli esseri umani è simile quando si confronta una ricompensa "reale" (ad es. Cibo) o un sollievo da uno stimolo avversivo (ad esempio quando una scarica elettrica viene disattivata). Che Ungless e co. osservato che quei neuroni nel VTA dorsale, quelli che non rispondevano o erano inibiti dalla scarica elettrica, quei neuroni si attivavano transitoriamente quando lo shock veniva disattivato. Ciò sarebbe coerente con il loro ruolo nell'apprendimento della ricompensa, spiegando anche parzialmente perché i bloccanti della dopamina ostacolano l'apprendimento di eventi avversi.
Quindi, la storia della dopamina si è evoluta un po 'ma ulteriormente diventando un po' più complicata; non tutte le parti dell'area tegmentale ventrale sono uguali!
