Ученые из Института неврологических наук Ву Цай при Стэнфорде выяснили, что дофамин и серотонин функционируют как система “газа и тормоза”, регулируя процесс обучения и принятия решений. Работа опубликована в журнале Nature.
Дофамин и серотонин — ключевые нейромедиаторы, которые играют важнейшую роль в управлении поведением человека, включая принятие решений, обучение и обработку наград. Дофамин часто называют “молекулой мотивации”, поскольку он отвечает за предвкушение награды и стимулирует поиск удовольствия. Серотонин, напротив, ассоциируется с долгосрочным мышлением, самоконтролем и устойчивостью к импульсивным действиям. Однако взаимодействие этих двух нейромедиаторов оставалось неясным.
В новом исследовании ученые подтвердили гипотезу о том, что эти два нейромедиатора работают как противоположные силы, создавая систему “газа и тормоза”. Дофамин побуждает к немедленным действиям ради достижения награды, тогда как серотонин помогает сдерживаться, оценивая долгосрочные последствия.
Для изучения роли нейромедиаторов ученые использовали оптогенетику — метод, позволяющий управлять активностью клеток мозга с помощью света. Мышей с генетическими модификациями обучали связывать определенные стимулы (звук, свет) с наградой в виде сладкого угощения. В ходе экспериментов измерялись уровни дофамина и серотонина в области мозга, известной как прилежащее ядро, которое отвечает за мотивацию и эмоции.
Результаты показали, что дофаминовые сигналы усиливаются при получении награды, а серотониновые ослабляются. При этом, когда оба нейромедиатора были подавлены, мыши теряли способность обучаться, связывая стимулы с наградой. Однако ни один из них в одиночку не был достаточен для восстановления способности к обучению — только их совместная работа обеспечивала нормальное функционирование системы.
Ученые считают, что результаты их работы демонстрируют важность баланса между дофамином и серотонином для когнитивных процессов. В будущем терапевтические методы могут быть направлены на восстановление этого баланса: снижение дофаминовой активности для борьбы с зависимостями и повышение серотониновой активности для лечения депрессии.
Ранее ученые нашли ген, влияющий на гиперактивное поведение.