Дофаминергические пути - Dopaminergic pathways
Дофаминергические пути (дофаминовые пути, дофаминергические проекции) в человеческом мозге участвуют как в физиологических, так и в поведенческих процессах, включая движение, познание, исполнительные функции, вознаграждение, мотивацию и нейроэндокринный контроль. Каждый путь представляет собой набор проекционных нейронов , состоящих из отдельных дофаминовых нейронов .
Существует четыре основных дофаминергических пути:
· Тубероинфундибулярный путь .
Другие дофаминергические пути включают гипоталамоспинальный тракт и инцертогипоталамический путь .
Болезнь Паркинсона , синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ), злоупотребление психоактивными веществами ( зависимость ) и синдром беспокойных ног (СБН) можно отнести к дисфункции определенных дофаминергических путей.
Дофаминовые нейроны дофаминергических путей синтезируют и высвобождают нейромедиатор дофамин . Ферменты тирозингидроксилаза и допа декарбоксилаза необходимы для синтеза дофамина. Оба эти фермента вырабатываются в телах дофаминовых нейронов. Дофамин хранится в цитоплазме и везикулах в окончаниях аксонов. Высвобождение дофамина из везикул запускается деполяризацией мембраны, вызванной распространением потенциала действия. В аксоны дофаминовых нейронов распространяются на всю длину своего назначенного пути.
Пути
Шесть дофаминергических путей перечислены ниже.
Название пути | Описание | Связанные процессы | Сопутствующие расстройства | |
---|---|---|---|---|
Мезокортиколимбическая проекция |
путь |
Мезолимбический путь передает дофамин из вентральной тегментальной области (VTA), расположенной в среднем мозге , в вентральное полосатое тело , которое включает как прилежащее ядро, так и обонятельный бугорок . Приставка «мезо» в слове «мезолимбический» относится к среднему мозгу или «среднему мозгу», поскольку «мезо» по- гречески означает «средний» . |
|
|
путь |
Мезокортикальный путь передает дофамин от VTA в префронтальную кору . Приставка «мезо» в слове «мезокортикальный» относится к VTA, которая расположена в среднем мозге, а «кортикальный» относится к коре головного мозга. | |||
Нигростриатальный путь | По нигростриатному пути дофамин переносится из компактной части черной субстанции (SNc) в хвостатое ядро и скорлупу . Черная субстанция находится в мозге, в то время как хвостатое ядро и скорлупа расположена в дорсальном стриатуме . |
|
||
Тубероинфундибулярный путь | Тубероинфундибулярный путь передает дофамин из дугообразного ядра (также известного как «инфундибулярное ядро») гипоталамуса в гипофиз посредством высвобождения дофамина в срединное возвышение и последующей циркуляции через портальную систему гипофиза . Этот путь влияет на секрецию некоторых гормонов , включая пролактин , гипофизом. «Инфундибулярный» в слове «тубероинфундибулярный» относится к чаше или воронке , из которой развивается гипофиз. |
|
||
Гипоталамоспинальный тракт | Этот путь влияет на локомоторные сети в стволе и спинном мозге. |
|
||
Инцертогипоталамический путь | Этот путь из зоны incerta влияет на гипоталамус и локомоторные центры в стволе мозга. |
|
Основные пути (такие же, как указано выше)
- Мезокортиколимбический
- Нигростриатальный
- Тубероинфундибулярный
- Туберальный гипоталамус ( инфундибулярное ядро ) → Среднее возвышение (дофамин, высвобождаемый на среднем возвышении, достигает гипофиза через портальную систему гипофиза )
- Гипоталамоспинальный
- Инцертогипоталамический
- Zona incerta → Гипоталамус
- Zona incerta → Ствол мозга
Другие пути
- ВТА → миндалевидного (mesoamygdaloid путь)
- VTA → Гиппокамп
- VTA → поясная кора
- VTA → Обонятельная лампочка
- SNc → Субталамическое ядро
Функция
Мезокортиколимбическая проекция
Мезокортикальный путь (мезокортиколимбическая система, мезокортиколимбический путь) относится как к мезокортикальному и мезолимбическим путям. Оба пути берут начало в вентральной тегментальной области (VTA). Благодаря отдельным связям с префронтальной корой (мезокортикальный) и вентральным полосатым телом (мезолимбическая) мезокортиколимбическая проекция играет важную роль в обучении, мотивации, вознаграждении, памяти и движении. Подтипы дофаминовых рецепторов, D1 и D2, обладают дополнительными функциями в мезокортиколимбической проекции, облегчая обучение в ответ как на положительную, так и на отрицательную обратную связь. Оба пути мезокортиколлимбической проекции связаны с СДВГ , шизофренией и зависимостью .
Мезокортикальный путь
В мезокортикальных тропинка проекты из вентральной тегментальной области в префронтальной коре головного мозга ( VTA → префронтальной коры головного мозга ). Этот путь участвует в познании и регуляции управляющих функций (например, внимание, рабочая память, тормозящий контроль , планирование и т. Д.). Нарушение регуляции нейронов в этом пути связано с СДВГ.
Мезолимбический путь
Мезолимбический путь, называемый путем вознаграждения, проецируется из вентральной тегментальной области в вентральное полосатое тело (VTA → Вентральное полосатое тело ( прилежащее ядро и обонятельный бугорок ). Когда ожидается вознаграждение, частота активации дофаминовых нейронов в мезолимбическом пути увеличивается. Мезолимбический путь связан со значимостью стимулов , мотивацией , обучением с подкреплением, страхом и другими когнитивными процессами. В исследованиях на животных истощение дофамина в этом пути или поражения в месте его происхождения уменьшают степень, в которой животное готово идти. для получения вознаграждения (например, количества нажатий на рычаг для получения никотина или времени на поиски пищи). В настоящее время проводятся исследования для определения роли мезолимбического пути в восприятии удовольствия.
Кортико-базальные ганглии-таламо-кортикальная петля
Дофаминергические пути, которые проходят из компактной части черной субстанции (SNc) и вентральной тегментальной области (VTA) в полосатое тело (т. Е. Нигростриатальный и мезолимбический пути соответственно), образуют один компонент последовательности путей, известных как кортико-базальные ганглии. -таламо-кортикальная петля . Нигростриатная компонент петли состоит из SNc, что приводит к обеим ингибирующим и возбуждающим путям , которые работают от стриатума в бледном шар , перед проведением на таламус, или в гипоталамическое ядро перед заголовком в таламус . Дофаминергические нейроны в этой цепи увеличивают величину фазового возбуждения в ответ на ошибку положительного вознаграждения, то есть когда вознаграждение превышает ожидаемое вознаграждение. Эти нейроны не уменьшают фазовую активацию во время прогнозирования отрицательного вознаграждения (меньшее вознаграждение, чем ожидалось), что приводит к гипотезе о том, что серотонинергические, а не дофаминергические нейроны кодируют потерю вознаграждения (источник?). Фазовая активность дофамина также увеличивается во время сигналов, которые сигнализируют о негативных событиях, однако стимуляция дофаминергических нейронов по-прежнему вызывает предпочтение места, что указывает на ее основную роль в оценке положительного стимула. На основании этих результатов были разработаны две гипотезы относительно роли базальных ганглиев и нигростиатальных дофаминовых цепей в выборе действия. Первая модель предлагает «критика», который кодирует ценность, и актера, который кодирует ответы на стимулы на основе воспринимаемой ценности. Однако вторая модель предполагает, что действия происходят не в базальных ганглиях, а вместо этого берут начало в коре и выбираются базальными ганглиями. Эта модель предполагает, что прямой путь контролирует соответствующее поведение, а косвенный подавляет действия, не подходящие для данной ситуации. Эта модель предполагает, что тоническое дофаминергическое возбуждение увеличивает активность прямого пути, вызывая склонность к более быстрому выполнению действий.
Считается, что эти модели базальных ганглиев имеют отношение к изучению СДВГ , синдрома Туретта , болезни Паркинсона , шизофрении , ОКР и зависимости . Например, предполагается , что болезнь Паркинсона является результатом чрезмерной активности тормозных путей, что объясняет медленные движения и когнитивные дефициты, в то время как болезнь Туретта считается результатом чрезмерной возбуждающей активности, приводящей к тикам, характерным для Туретта.
Регулирование
Вентральная покрышка площадь и черная субстанция Парс компакты принимать входные сигналы от других систем нейротрансмиттеров, в том числе glutaminergic входов, ГАМКергические входов, холинергические входов и входов от других ядер моноаминергических. VTA содержит рецепторы 5-HT 1A, которые оказывают двухфазное действие на возбуждение , при этом низкие дозы агонистов рецептора 5-HT 1A вызывают увеличение скорости возбуждения, а более высокие дозы подавляют активность. В 5-HT 2A рецепторов , выраженные на дофаминергические нейроны увеличивают активность, в то время как 5-НТ 2C рецепторы вызывают снижение активности. Мезолимбический путь, который проходит от VTA к прилежащему ядру, также регулируется мускариновыми рецепторами ацетилхолина . В частности, активация мускаринового ацетилхолинового рецептора M2 и мускаринового ацетилхолинового рецептора M4 ингибирует высвобождение дофамина, в то время как активация мускаринового ацетилхолинового рецептора M1 увеличивает высвобождение дофамина. ГАМКергические входы из полосатого тела снижают дофаминергическую нейронную активность, а глутаминергические входы из многих корковых и подкорковых областей увеличивают скорость возбуждения дофаминергических нейронов. Эндоканнабиноиды, по-видимому, также оказывают модулирующее действие на высвобождение дофамина из нейронов, которые выступают из VTA и SNc. Норадренэргические входы , вытекающие из локуса пятна имеют возбуждающее и тормозящее действие на дофаминергические нейронах , которые проектируют из ВТА и SNc. Возбуждающие orexinergic входы ВТА происходят в латеральном гипоталамусе и могут регулировать базовые стрельбы из дофаминергических нейронов VTA.
Нейротрансмиттер | Источник | Тип подключения | Источники |
---|---|---|---|
Глутамат | Возбуждающие проекции в VTA и SNc | ||
ГАМК |
|
Тормозящие проекции в VTA и SNc | |
Серотонин | Модулирующий эффект в зависимости от подтипа рецептора. Оказывает двухфазное действие на нейроны VTA. |
||
Норэпинефрин |
|
Модулирующий эффект в зависимости от подтипа рецептора . Возбуждающее и ингибирующее действие LC на VTA и SNc зависит от времени. |
|
Эндоканнабиноиды |
|
Возбуждающие влияние на дофаминергических нейронах от ингибирования ГАМКергических входов ингибирующего действия на дофаминергических нейронах от ингибирования глутаматергических входов может взаимодействовать с орексинами с помощью CB1 - OX1 гетеродимеров рецепторов регулировать возбуждение нейронов |
|
Ацетилхолин | Модулирующий эффект в зависимости от подтипа рецептора | ||
Орексин | Возбуждающее действие на дофаминергические нейроны посредством передачи сигналов через рецепторы орексина ( OX1 и OX2 ) Увеличивает как тоническое, так и фазовое возбуждение дофаминергических нейронов в VTA Может взаимодействовать с эндоканнабиноидами через гетеродимеры рецепторов CB1 - OX1 для регулирования возбуждения нейронов |