Se rapprocher de ce qui motive la motivation

[ad_1]

La dopamine est une molécule de neurotransmetteur qui influence les voies cérébrales impliquées dans la motivation, le mouvement, la cognition et l’apprentissage axé sur les récompenses. La façon dont il contribue à des comportements aussi variés fait l’objet d’une enquête en cours. Écrire dans La nature, éclaircir la manière dont la libération de dopamine est régulée dans le cerveau du rat afin de remplir différentes fonctions.

La dopamine est produite par des neurones situés dans le mésencéphale, dans des régions connues sous le nom de région du tegmental ventral (VTA) et de la substantia nigra pars compacta. Les axones longs de ces neurones s'étendent à d'autres parties du cerveau, y compris le noyau accumbens, le striatum dorsal et le cortex préfrontal. Au sein de ces sites cibles, les axones se ramifient considérablement pour former une structure connue sous le nom d'une tonnelle. La description de la signalisation de la dopamine dans les manuels suggère que l'activation des neurones producteurs de dopamine dans le cerveau moyen génère des signaux électriques qui voyagent le long de leurs axones vers les régions cibles, où ils provoquent une libération de dopamine qui est "diffusée" sur les territoires couverts par les axes axonaux. . Ce concept est fondamental dans les idées actuelles sur la manière dont l'apprentissage basé sur les récompenses se produit: une récompense inattendue entraîne une augmentation de l'activité des neurones dopaminergiques censée transmettre un signal dopaminergique dans toutes les régions cibles pour faciliter l'apprentissage.,.

Pourtant, la libération de dopamine dans les régions cibles est plus compliquée que la description de son manuel. Par exemple, il peut être régulé localement par des neurotransmetteurs et d'autres molécules. De plus, des études chez l'animal sur l'activité des neurones dopaminergiques utilisant une approche d'imagerie pour surveiller l'activité des neurones dopaminergiques ou une méthode utilisant des microélectrodes pour évaluer la libération de dopamine indiquent qu'une récompense inattendue peut entraîner l'augmentation prévue de l'activité de l'arbre axonal et de la dopamine. libération dans le noyau accumbens,. Cependant, ces traits sont absents dans le striatum dorsal voisin,, fournissant un argument contre le rôle de la dopamine en tant que signal radiodiffusé universel.

En plus des augmentations de la libération de dopamine qui dépendent de la récompense, la libération de dopamine dans le noyau accumbens augmente lentement lorsqu'un animal approche d'un site de récompense, avant d'obtenir une récompense. La quantité de dopamine libérée au cours de cette phase de montée en puissance fournit des informations sur la valeur de la récompense attendue et motive la quantité d'effort que l'animal déploie pour l'atteindre.

La plupart des études antérieures qui suivaient le dégagement de dopamine au cours de comportements motivés utilisaient des animaux se déplaçant librement. En revanche, les expériences qui ont enregistré l'activité de neurones dopaminergiques ont généralement étudié des animaux dont la tête était maintenue dans une position fixe en raison de contraintes techniques. Mohebi et al. a franchi une étape clé dans l’enregistrement à la fois de l’activité neuronale et de la libération de dopamine chez des rats à mouvement libre, bien que les deux propriétés n’aient pas été enregistrées chez les mêmes animaux.

Les auteurs ont étudié des animaux engagés dans une tâche comportementale appelée tâche de bandit. L'appareil expérimental utilisé a des ports dans lesquels un rat peut se piquer le nez (Fig. 1). Le port central est illuminé au début de la tâche, ce qui permet à l’animal de piquer le nez dans ce port, puis de rester en position jusqu’à ce qu’un signal sonore l’invite à pousser le nez dans l’un des ports adjacents. les ports. Les coups de nez dans un port voisin pourraient donner lieu à une récompense alimentaire provenant d'un port séparé. L'animal pourrait donc apprendre, par exemple, qu'un port donné était associé à une probabilité élevée de récompense alimentaire.

Figure 1 | Activité neuronale et libération de dopamine dans le cerveau du rat.Dans le cadre de la tâche des bandits, des rats se déplaçant librement piquent leur nez dans un port central en réponse à un signal lumineux (illustré). Les animaux y restent jusqu'à ce qu'un signal sonore les incite à se rendre dans un port voisin, où ils font un piquer du nez pour lequel ils pourraient recevoir une récompense alimentaire dans un port séparé (non illustré). Mohebi et al. enregistré l'activité des neurones qui produisent de la dopamine (une molécule de neurotransmetteur) dans la région tegmentale ventrale (VTA) du cerveau de rat au cours de cette tâche, ainsi que la libération de dopamine par ces neurones dans une autre région du cerveau, le noyau accumbens. En réponse au signal lumineux, les auteurs ont observé une caractéristique commune du comportement appris guidé par récompense: une augmentation de l'activité neuronale et de la libération de dopamine, qui correspond au modèle largement répandu de libération de dopamine en fonction de l'activation de neurones producteurs de dopamine. Ils ont également constaté que la libération de dopamine s’accélérait lors de l’approche motivée du rat vers le port central, où l’animal piquait le nez pour commencer la tâche. De manière inattendue, cependant, cela n’a pas été accompagné d’une augmentation de l’activité des neurones dopaminergiques.

Mohebi et al. a observé que, lorsque le taux de récompense augmentait, il y avait aussi une augmentation du taux de réponse des animaux, avec une diminution du temps pris par l'animal pour commencer la tâche en poussant le nez dans le port central après avoir reçu le signal lumineux . Un taux de réponse accru indique que les animaux sont plus motivés pour participer à la tâche. L'utilisation d'une technique de microdialyse pour évaluer les concentrations extracellulaires de dopamine dans le cerveau a révélé un schéma d'élévation de la dopamine dans des zones distinctes en corrélation avec la disponibilité des récompenses au cours de la tâche.

Des augmentations de dopamine ont été observées dans le noyau du noyau accumbens, mais pas dans la coquille adjacente du noyau accumbens ni dans le striatum dorsal. Une élévation de la dopamine a été enregistrée dans une partie du cortex préfrontal appelée cortex pré-prélimique ventral, mais aucune augmentation des taux de dopamine n’a été observée dans d’autres zones du cortex préfrontal. Ces données devraient dissiper l’opinion qui prévaut, selon laquelle une activité accrue des neurones dopaminergiques en réponse à des récompenses ou à des indices qui prédisent la délivrance de récompenses, provoque la diffusion d’un signal dopaminergique dans toutes les régions du cerveau ciblées par ces neurones.

Les régions du cerveau de rat qui ont montré une augmentation de la libération de dopamine correspondent au noyau humain accumbens et au cortex préfrontal ventromédien. Dans les études d'imagerie cérébrale humaine, on observe des changements d'activité dans ces régions qui sont en corrélation avec la valeur subjective des récompenses dans les tâches de prise de décision. Cela donne à penser que les conclusions de Mohebi et de ses collègues pourraient être pertinentes pour toutes les espèces.

Les auteurs ont découvert que l’augmentation du taux de récompense n’affectait pas l’activité neuronale chez les rats, suggérant que la libération de dopamine liée à la motivation était dissociée de l’activation des neurones dopaminergiques. Pour vérifier cette hypothèse, les auteurs ont examiné la libération de dopamine dans le noyau accumbens du rat à l'aide d'une méthode d'imagerie rapide de la libération de dopamine. cela permet une surveillance sur une échelle de temps inférieure à la seconde, plutôt que sur l'échelle de minutes possible avec la microdialyse.

Comme prévu, les auteurs ont constaté que les indices de disponibilité de récompense, ainsi que la récompense elle-même, étaient liés à une augmentation de l'activité des neurones dopaminergiques dans la VTA (Fig. 1). Ces signaux étaient également associés à une augmentation de la libération de dopamine dans le noyau accumbens (la seule région cérébrale examinée pour la libération de dopamine dans cette expérience), qui sert de signal d'apprentissage pour influer sur le comportement futur.

Au fur et à mesure que le taux de récompense augmentait, les niveaux de dopamine extracellulaire augmentaient progressivement à mesure que les rats s'approchaient du port central ou du port de distribution de la nourriture, ce qui est compatible avec la motivation de la dopamine, comme cela avait été proposé précédemment.. Cependant, l'activité des neurones dopaminergiques dans la VTA n'a pas augmenté (Fig. 1). Ces preuves de la libération de dopamine en l’absence d’augmentation de l’activité dans les neurones dopaminergiques confirment davantage le modèle des auteurs selon lequel l’activité neuronale et la libération de dopamine peuvent être dissociées. Fait important, ces données suggèrent la possibilité d’une régulation locale de la libération de dopamine indépendante de l’activité des neurones dopaminergiques. Le pouvoir d'une telle réglementation locale est familier à ceux qui étudient les cellules et les circuits du striatum.

L’étude de Mohebi et de ses collègues n’a pas permis de déterminer quels facteurs locaux du noyau accumbens pourraient générer l’augmentation progressive de la libération de dopamine – ou, en d’autres termes, ce qui motive la motivation. Une possibilité pourrait être la libération du neurotransmetteur acétylcholine à partir de cellules appelées interneurones cholinergiques.,. Bien sûr, si les auteurs avaient rapporté des preuves à l'appui, la question clé serait alors de savoir quelles parties du cerveau transmettent des informations sur la motivation à ces neurones. Mohebi et al. signaler qu'il y a une accélération de l'activité de certains neurones non dopaminergiques dans la VTA avant que l'animal ne se pique le nez. Peut-être que ces neurones ont un rôle à jouer dans la libération de dopamine, ce qui pourrait constituer un sujet de recherche future.

En plus de fournir des preuves à l'appui de la théorie selon laquelle l'intensification de l'activité des neurones dopaminergiques s'accompagne d'une libération de dopamine, bien que cela ne soit pas le cas dans toutes les régions cibles, l'observation inattendue de la libération de dopamine en l'absence d'activité de ces neurones offre une nouvelle profondeur de compréhension de la signalisation de la dopamine dans le cerveau. Tout comme la montée en puissance de la dopamine, cela ne peut que motiver davantage de travail.

Inscrivez-vous pour le quotidien Briefing Nature Courriel

Restez au courant de ce qui compte dans la science et pourquoi, choisi à la main La nature et d'autres publications dans le monde.

S'inscrire

[ad_2]