چرا هر بار تکرار کمتر هیجان انگیز است!؟ + کشف بزرگ از روی مغز مگس ها !

مطالعه ای نشان می دهد تجربه اول لذت بخش، مانند جفت گیری در مگس های میوه، با سیگنال دهی دوپامین و حساسیت گیرنده های D2 مرتبط است. در تجربه های تکراری، این گیرنده ها حساسیت خود را از دست می دهند، نورون های تصمیم گیری فعال تر شده و انگیزه کاهش می یابد.

به گزارش خط سلامت این مکانیزم طبیعی شبیه به تغییرات مغزی در اعتیاد به مواد مخدر است و توضیح می دهد چرا تجربیات تکراری ارزش انگیزشی کمتری دارند. یافته ها نشان می دهند مغز به صورت هدفمند، انگیزه برای فعالیت های خاص را کاهش می دهد بدون اینکه سایر رفتارها تحت تأثیر قرار گیرند.

چرا تجربه اول هر فعالیت لذت بخش احساس متفاوتی دارد؟

در تجربه اول، دوپامین گیرنده های D2 نورون های تصمیم گیری را سرکوب می کند و انگیزه را افزایش می دهد. با تکرار فعالیت، گیرنده ها حساسیت خود را از دست می دهند، نورون ها فعال تر می شوند و انگیزه کاهش می یابد. این مکانیزم طبیعی مغز مشابه تغییرات در اعتیاد به مواد مخدر است و توضیح می دهد چرا تجربه اول منحصر به فرد است.

دوپامین به عنوان پیام رسان شیمیایی در مغز عمل می کند که رفتارها را با سیگنال دادن به پاداش و ایجاد انگیزه تقویت می کند. این ماده با اتصال به گیرنده های خاص روی سطح نورون ها عمل می کند و یک ثبت داخلی از تجربیات لذت بخش یا مهم ایجاد می کند. یک گیرنده خاص، معروف به گیرنده D2، در زمینه سوء مصرف مواد به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است.

در موارد اعتیاد، این گیرنده ها پس از تحریک مزمن حساسیت کمتری پیدا می کنند که منجر به نیاز به مقادیر بیشتری از دارو برای دستیابی به همان اثر می شود. این کاهش حساسیت زیستی عموماً به عنوان شکست پاتولوژیک سیستم دیده می شود. با این حال، این مکانیزم شبیه کاهش طبیعی علاقه پس از تکرار هر فعالیت لذت بخش است، که سؤال را مطرح می کند آیا تغییر گیرنده در واقع ابزاری استاندارد است که مغز برای تنظیم رفتار استفاده می کند.

محققان این تحقیق را برای درک مکانیزم های سلولی دقیق که باعث کاهش انگیزه در طول زمان می شوند، آغاز کردند. در حالی که به طور گسترده مستند شده که حیوانات و انسان ها در نهایت از تجربیات تکراری خسته می شوند، تغییرات خاص در مدارهای عصبی که این تصمیم را تعیین می کنند، هنوز نامشخص است.

مایکل کریک مور از مرکز نوروبیولوژی و نویسنده مسئول مطالعه توضیح داد: لابراتوار من علاقه مند به درک عمیق و مکانیکی تصمیماتی است که تحت کنترل انگیزشی قرار دارند. به نظر من، این کلید درک زندگی پیچیده همچنان به طرز شگفت انگیزی مرموز است. برای یافتن پاسخ معنادار، ما تصمیمی را که توسط یک جنس از یک حیوان نسبتاً ساده، مگس میوه Drosophila melanogaster گرفته می شود، مطالعه می کنیم تا بتوانیم بر گروه های کوچک نورون ها و ویژگی های مولکولی آنها تمرکز کنیم.

مگس های میوه مدل مفیدی ارائه می دهند زیرا مدارهای مغزی آنها نسبتاً ساده است و می توان آنها را با دقت بالا دستکاری کرد. محققان به ویژه به فرآیند تصمیم گیری مگس نر هنگام مواجهه با تهدید در حین آمیزش علاقه مند بودند. این سناریو مگس را مجبور می کند تا انگیزه برای تکمیل آمیزش را در مقابل نیاز فوری به زنده ماندن از خطر احتمالی وزن کند.

محققان ابتدا با مشاهده رفتار طبیعی مگس های نر آغاز کردند. آنها یک مگس نر و یک مگس ماده را در یک محفظه کوچک قرار دادند و اجازه دادند جفت گیری کنند. در طول جلسه جفت گیری، دانشمندان تهدیدهایی مانند گرما یا حملات شبیه سازی شده شکارچی را معرفی کردند.

آیا او باید جفت گیری را متوقف کند تا فرار کند یا ادامه دهد تا فرآیند را تکمیل کند؟ این بسیار جالب است: در ابتدای جفت گیری، نر حاضر است زندگی خود و شریکش را برای ادامه قربانی کند، اما با پیشرفت جفت گیری، تمایل بیشتری به کوتاه کردن آن و فرار از تهدیدها پیدا می کند.

تیم تحقیق سپس مگس های نر را در یک «آزمون سیری» قرار داد تا خستگی رفتاری ایجاد شود. آنها یک مگس نر را در یک لوله با تقریباً ۱۵ شریک ماده برای دو و نیم ساعت قرار دادند و اجازه دادند چندین بار جفت گیری کند. پس از این دوره فعالیت تکراری، محققان دوباره مگس های نر را آزمایش کردند. آنها دریافتند که این مگس های جنسی اشباع شده رفتار بسیار متفاوتی نسبت به مگس های ناآشنا دارند. هنگامی که تهدیدهای مشابه ارائه شد، مگس های باتجربه بسیار بیشتر احتمال داشت جفت گیری را رها کرده و فرار کنند.

این تغییر رفتاری به دانشمندان اجازه داد تا مکانیزم عصبی پشت این تغییر را بررسی کنند. آنها گروه خاصی از نورون ها به نام «نورون های تصمیم گیری جفت گیری» را بررسی کردند. این سلول های عصبی مانند یک ترمز بر رفتار جفت گیری عمل می کنند. هنگامی که فعال هستند، به مگس سیگنال توقف جفت گیری می دهند. محققان دریافتند که دوپامین معمولاً مانع از فعال شدن این نورون ها می شود. دوپامین به عنوان یک محرک عمل می کند و با مهار سیگنال «توقف» به مگس می گوید ادامه دهد.

محققان دریافتند این سیگنال دوپامین توسط گیرنده ای خاص روی نورون های تصمیم گیری جفت گیری دریافت می شود که به آن گیرنده D2 مانند گفته می شود. وقتی مگس نر برای اولین بار جفت گیری می کند، دوپامین به طور مؤثر به این گیرنده ها متصل می شود. این اتصال نورون های تصمیم گیری را سرکوب کرده و تمرکز مگس را روی کار حفظ می کند. این سیستم اطمینان حاصل می کند که تجربه اول اولویت دارد و در برابر اختلالات محافظت می شود.

با این حال، محققان دریافتند سیستم با تکرار تغییر می کند. هر بار که مگس نر جفت گیری می کند، دوپامین آزاد می شود. این مواجهه مکرر پروتئینی به نام بتا-آرستین را تحریک می کند تا با گیرنده های D2 تعامل داشته باشد. بتا-آرستین حساسیت گیرنده ها را کاهش می دهد، فرایندی که به آن کاهش حساسیت گفته می شود. با کاهش حساسیت گیرنده ها، توانایی آنها در تشخیص سیگنال دوپامین از دست می رود.

بدون سیگنال دوپامین مؤثر برای مهار آنها، نورون های تصمیم گیری جفت گیری فعال تر می شوند. آنها نسبت به تهدیدها و محرک های منفی حساس تر می شوند. در نتیجه، مگس هنگام مواجهه با خطر تصمیم می گیرد سریع تر جفت گیری را متوقف کند.

محققان از تکنیک های تصویربرداری پیشرفته برای نظارت بر سطح کلسیم در این نورون ها استفاده کردند. تصویربرداری تأیید کرد که در مگس های اشباع شده، نورون ها حتی زمانی که مقدار زیادی از ماده شیمیایی موجود بود، دیگر به دوپامین پاسخ نمی دهند.

برای تأیید اینکه این کاهش حساسیت علت خستگی رفتاری است، تیم تحقیقاتی دستکاری های ژنتیکی انجام داد. آنها مگس های جهش یافته ای ایجاد کردند که پروتئین بتا-آرستین را در نورون های تصمیم گیری جفت گیری خود نداشتند. این مگس ها نمی توانستند گیرنده های دوپامین خود را کاهش حساسیت دهند. نتایج نشان داد که این مگس ها هرگز خستگی رفتاری پیدا نکردند.

کریک مور گفت: اگر از کاهش حساسیت گیرنده های دوپامین روی نورون های تصمیم گیری جلوگیری کنیم، نر هر جفت گیری را طوری رفتار می کند که گویی اولین بار است. بنابراین اثر بسیار قوی است.

از سوی دیگر، هنگامی که محققان به طور مصنوعی تعداد گیرنده های D2 در نورون های تصمیم کاهش دادند، مگس ها طوری رفتار کردند که گویی قبلاً خسته یا دلزده هستند. حتی در اولین جفت گیری خود، این مگس ها سریع در مواجهه با خطر تسلیم شدند.

این شواهد نشان می دهد حساسیت این گیرنده های خاص سطح انگیزه را تعیین می کند. این یافته نشان می دهد که «خستگی» ناشی از کمبود دوپامین یا خستگی جسمانی نیست، بلکه مقاومت محلی در برابر ماده شیمیایی محرک است.

محققان اشاره کردند این مکانیزم بسیار خاص است. کاهش حساسیت تنها در مدارهای مربوط به جفت گیری رخ داد و پاسخ مگس ها به گرما در زمانی که جفت گیری نمی کردند یا سایر رفتارها تحت تأثیر قرار نگرفت. این نشان می دهد که مغز می تواند علاقه به یک فعالیت خاص را کاهش دهد در حالی که برای فعالیت های دیگر انگیزه باقی می ماند.

این مکانیزم شباهت زیادی به اعتیاد به مواد مخدر دارد. در اعتیاد، مواد مخدر مغز را با دوپامین غرق می کنند. این افزایش شدید باعث کاهش حساسیت گیرنده های دوپامین در سراسر مغز می شود. نتیجه، از دست دادن گسترده علاقه به پاداش های طبیعی است، زیرا مغز دیگر قادر به حس کردن لذت به طور مؤثر نیست. مطالعه جدید نشان می دهد که مغز به طور طبیعی از همان مکانیزم، اما به صورت هدفمند، برای مدیریت انگیزه برای وظایف خاص استفاده می کند.

کریک مور توضیح داد: در این مقاله پرسیدیم: آیا قوانین تغییر می کنند اگر نر اخیراً جفت گیری کرده باشد؟ آیا جفت گیری به همان روشی کاهش ارزش پیدا می کند که رفتارهای ما با تکرار و دستیابی به هدف کاهش ارزش می یابند؟ در طول سال ها، ما دریافتیم که مگس از سیگنال دهی دوپامین برای جهت دهی به پاسخ های خود استفاده می کند؛ دوپامین بیشتر به این معناست که احتمال تحمل تهدید بیشتر است.

ما دریافتیم که دوپامینی که نر را برای ادامه جفت گیری انگیزه می دهد، نه تنها باعث می شود نورون های دریافت کننده دوپامین در تصمیم گیری بیشتر تهدیدها را نادیده بگیرند، بلکه باعث غیرفعال شدن طولانی مدت گیرنده های دوپامین نیز می شود. بنابراین دفعه بعد، همان دوپامین همان اثر انگیزشی را ندارد.

کریک مور ادامه داد: ما می دانیم که این اتفاق در انسان هایی که به مواد مخدر اعتیاد دارند رخ می دهد، جایی که سطوح بالای دوپامین باعث غیرفعال شدن طولانی مدت گیرنده های دوپامین می شود. این یکی از دلایلی است که شما هرچه عمیق تر وارد اعتیاد می شوید، به مقدار بیشتری از دارو نیاز دارید و چرا تجربیات طبیعی انگیزشی و لذت بخش ارزش خود را در اعتیاد از دست می دهند. ما معتقدیم این در مقیاس کوچک هر بار که کاری انجام می دهید که از دوپامین استفاده می کند، اتفاق می افتد. به همین دلیل است که بازسازی احساس تجربه اول تقریباً در هر چیزی بسیار دشوار است.

این مطالعه محدودیت هایی دارد که مسیرهای تحقیق آینده را مشخص می کند. در حالی که مگس های میوه شباهت های ژنتیکی و عصبی زیادی با پستانداران دارند، مغز انسان بسیار پیچیده تر است. هنوز مشخص نیست که آیا همین مکانیزم مدار دقیق، خستگی رفتاری در انسان ها را به همان شکل کنترل می کند یا نه.

کریک مور گفت: مطمئناً بسیاری از خوانندگان شک خواهند کرد که بینش های حاصل از حشرات چه ارتباطی با تصمیمات پیچیده انسان دارد، اما من تفاوت بنیادی کمی می بینم. نورون ها، ژن ها، نورو شیمی و پدیده های رفتاری همگی به طرز شگفت انگیزی مشابه هستند.

او افزود: فکر می کنم اگر بتوانستیم مگس ها را به اندازه سگ ها بزرگ کنیم، بدون تغییر تعداد نورون ها یا هیچ چیز دیگر در زیست شناسی، مردم بیشتر تمایل داشتند فکر کنند که آنها پاسخ ها را دارند. اما چرا اندازه متفاوت باید مکانیزم متفاوت ایجاد کند؟ تاریخ زیست شناسی و جوایز نوبل متعدد با استفاده از Drosophila نشان می دهد که چنین نیست—فقط مطالعه آنها آسان تر است!

برای ورود به صفحه اینستاگرام کلیک کنید.

تمام مطالب سایت اختصاصی و توسط تحریریه خط سلامت تولید شده است، استفاده با ذکر منبع و لینک دهی بلامانع است