1. Положительное подкрепление в мозге
2. Мезолимбическая дофаминовая система
3. Зависимость
4. Зависимость и мезолимбическая дофаминовая система
5. Нейроадаптация мезолимбической системы
6. Коротко
7. Список использованной литературы

а) Положительное подкрепление в мозге. Системы вознаграждения в стволе мозга и в лимбической системе вызывают чувства радости и важны для положительного подкрепления.

Дополнительно к процессам, которые лежат в основе потребностей, описанных в отдельных статьях на сайте (просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше), в головном мозге млекопитающих существует механизм, усиливающий поведение независимо от центров специфических потребностей. Нейронная система, активация которой вызывает это состояние, открыта Дж. Олдсом и называется системой положительного подкрепления.

1. Открытие «центра радости». В 1954 г. Джеймс Олдс и его ученик Петер Милнер исследовали активирующее воздействие электрического раздражения на ретикулярную формацию крысы. Один из электродов-раздражителей не попал в цель и предположительно достиг гипоталамуса.

Олдс описал, насколько странное поведение внезапно продемонстрировало животное при раздражении: «Я продолжал раздражать животное коротким синусовым импульсным током с частотой 60 Гц, когда крыса убежала в угол клетки (Олдс хотел убедиться, что животному неприятно раздражение). Но животное не избегало угла, а через небольшую паузу сразу возвращалось туда, после нового раздражения оно еще быстрее бежало в угол.

После третьего электрического разряда было ясно, что животное несомненно хотело получать больше раздражения». Это случайное наблюдение означало открытие центра положительного подкрепления, или, как назвал его Олдс, «центра радости».

Так была обнаружена нейробиологическая основа центрального понятия мотивационной психологии и сделан важный шаг к пониманию целенаправленного человеческого поведения. Если люди и животные (рис. 1) получают возможность электрически (например, с помощью электродов, которые имплантируются для борьбы с болью) или химически самостоятельно активировать части таких систем, то делают это до изнеможения.

Внутримозговая самостимуляция не зависит от специфического удовлетворения потребностей; ее эффект усиливается существующими актуальными потребностями (например, голодом).

б) Мезолимбическая дофаминовая система. Дофамин мезолимбической системы действует как сигнал положительного подкрепления прежде всего в прилежащем ядре.

1. Роль дофаминергических нейронов в положительном подкреплении. У крыс и предположительно у высших млекопитающих, включая человека, за положительное подкрепление отвечают дофаминергические нейроны в вентральном отделе среднего мозга. Нейроны проецируются через медиальный пучок переднего мозга на большие полушария, прежде всего в прилежащее ядро и вентральный стриатум (рис. 2).

Многие дофаминергические нейроны меняют свою активность в зависимости от значения предсказанного вознаграждения (reward prediction error): если вознаграждение больше, чем ожидалось, то они повышают активность, если меньше, то понижают ее.

Системы положительного подкрепления и их влияние через фармакологические препараты (рис. 2). Прилежащее ядро в вентральном стриатуме является частью мезолимбической системы и находится в тесном взаимодействии с гипоталамусом и перегородкой. Антагонисты дофамина, например нейролептики, ослабляют положительное подкрепление и приводят к ангедонии (потере желания). Их терапевтическое действие при психозах основано на этом в целом тормозном эффекте.

Торможение обратного захвата дофамина через амфетамин и кокаин (оба вещества вызывают привыкание) стимулирует положительное подкрепление. Опиаты косвенно стимулируют дофаминергические нейроны в вентральной части среднего мозга, а также нейроны в прилежащем ядре прозрачной перегородки, латеральном гипоталамусе, бледном шаре и центральном сером веществе среднего мозга (табл. 1). Норадренергическая система, которая проецируется к лимбической системе часто обладает при раздражении усиливающими эффектами.

P.S. Системы отрицательного подкрепления. Области мозга, раздражение которых приводит к отвращению и избеганию, называются центрами отрицательного подкрепления (системы наказания). Их нейронные корреляторы локализованы не так точно, поскольку они перекрываются центральными системами эндогенного контроля боли (опиоидной и неопиоидной) и областями, которые вызывают насыщение и отвращение. Многие области, вызывающие негативные эмоциональные реакции, расположены перивентрикулярно в гипоталамусе.

Относительно единый анатомически и нейрохимически комплекс нервных структур, подобный тому, который мы обнаруживаем для положительного подкрепления, похоже, в случае отрицательного подкрепления не существует.

- Фармакологические препараты и системы отрицательного подкрепления. Системы отрицательного подкрепления тормозят мезолимбические системы положительного подкрепления. Серотонин (5-НТ), холецистокинин и субстанция Р в зависимости от своей анатомической локализации и в зависимости от экспрессии тех или иных различных типов рецепторов относятся к отрицательно или положительно подкрепляющим. Многие вещества влияют на наше поведение через серотонинергическую систему:

- Антидепрессанты улучшают настроение посредством торможения обратного захвата серотонина или норадреналина в соответствующие нейроны.

- Экстази (3,4-метилэндиоксиметамфетамин) стимулирует рецептор 5-НТ2 и рецепторы дофамина и улучшает настроение и мотивацию.

- Кокаин тормозит обратный захват дофамина и серотонина, чем стимулирует обе системы, повышая концентрацию медиаторов в синаптической щели.

- Галлюциногены, такие как ЛСД (диэтиламид лизергиновой кислоты) и псилоцибин, стимулируют рецептор 5-НТ2. Кроме галлюцинаций они вызывают негативные эмоции (панику, паранойю).

- Пониженная концентрация серотонина в синапсе часто связана с повышенной агрессией и автоагрессией.

в) Зависимость. Поведение при зависимости является крайней формой положительно мотивированного поведения; количественно оно отличается от нормальной положительной мотивации повышенным стимулирующим действием определенных раздражителей (салиентных), усиленными негативными симптомами при отмене и в зависимости от типа развитием привыкания.

1. Возникновение зависимости. Если при физиологической стимуляции системы подкрепления больше не активируются, а нейроны вызывающей положительный стимул системы раздражаются непосредственно (химически), то временные отрезки между активациями непродолжительны и может развиваться зависимость. Активация этой системы происходит непосредственно или косвенно многими веществами, возбуждающими центры положительных эмоций (такими как героин, морфин, кокаин, марихуана, амфетамины, барбитураты, никотин и алкоголь и их аналоги; рис. 2, табл. 1).

Зависимость — это крайняя форма положительно мотивированного поведения; она не отличается биологически от другого положительно мотивированного поведения, такого как радость, привязанность, аппетит и т. д. Зависимость характеризуется следующим свойством: повторно вызванная интенсивная радость (эйфория) может вызвать навязчивое желание (поиски) стимулирующих зависимость веществ (или состояний).

P.S. Определение зависимости согласно ВОЗ. Согласно Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) определение наркотической зависимости заключается в плавном переходе «нормального» положительно подкрепляемого поведения в зависимость: «Зависимость — это синдром, выраженный в паттернах поведения, при которых прием наркотика становится приоритетом над всем остальным, что раньше имело высокую значимость. Зависимость не является абсолютной, но выражается с различной интенсивностью.

Интенсивность синдрома измеряется в соответствии с теми паттернами поведения, которые проявляются в связи с поиском и приемом наркотика, и другими паттернами поведения, которые исходят из этого».

2. Роль окружающей среды. Зависимость нельзя понять в ее биологических основах без рассмотрения окружающей среды, в которой она возникает и сохраняется. Биологические механизмы, лежащие в основе зависимости, активируются только при определенных условиях окружающей среды и только при определенных условиях в этом окружении (например, при стрессе).

3. Привыкание и зависимость. Зависимость отличают от естественной мотивации прежде всего тем, что при прекращении приема вещества, вызывающего зависимое состояние, возникают сильные психические и/или физические негативные переживания («синдром отмены»). Некоторые вызывающие зависимость вещества приводят к привыканию. Привыкание означает, что нужно увеличивать количество принимаемого вещества, чтобы достичь эффекта эйфории. Зависимость возникает прежде всего из-за привлекательности ситуации и состояния, которые в прошлом ассоциировались с принятым веществом.

г) Зависимость и мезолимбическая дофаминовая система. Нейронная основа зависимости заключается в стимуляции синаптической передачи в мезолим-бической дофаминовой системе.

1. Необходимость участия дофаминовой системы. Мезолимбическая дофаминэргическая система играет стратегическую роль в возникновении зависимости, в дальнейшем независимой от вызывающих аддикцию веществ. После разрушения этой системы или блокады рецепторов дофамина зависимое поведение у крыс снижается. Дофаминергические нейроны в вентральной покрышке среднего мозга стимулируются в том числе опиатами. Алкоголь и каннабиноиды повышают выработку дофамина в n. accumbens.

2. Положительное подкрепление (эйфория) и потребность. Развитие потребности после повторного приема наркотика связано с активностью в мезолимбической системе дофамина. Эйфория и потребность характеризуется разной динамикой после начала приема наркотика: в то время как потребность (зависимость) после приема наркотика постоянно возрастает (зависимость в узком смысле!), параллельно снижается вызванная им эйфория (удовлетворенность). Однако потребность возрастает сильнее, чем снижается эйфория.

Это наблюдение показывает, что в основе обоих паттернов поведения лежат различные механизмы. Активность в n. accumbens усиливается после приема наркотика в фазе поиска, однако не в фазе удовлетворения зависимости (эйфории).

P.S. Рецидив зависмости. За одинаково высокую частоту рецидива при всех видах зависимости в меньшей степени ответственны привыкание и абстинентный синдром, а скорее выученные значения всех ситуаций и мыслей, которые в прошлом были связаны с приемом наркотика. В процессе повторного приема вызывающих зависимость веществ наблюдается привыкание дофаминергической системы и ее сенсибилизация, что приводит к повышению потребности в приеме вещества.

Радость или желание, которые возникают за счет наркотического вещества, затронуты при этом незначительно. Кроме того, за большинство рецидивов не ответственны проявления абстинентного синдрома, которые, как правило, возникают после отказа от наркотика. Чтобы зависимость снова исчезла (угашение), те же ситуации, которые были ассоциированы с наркотическим средством, должны быть повторно предложены без приема наркотика. Предположительно, таким образом подавляется тот эффект подкрепления синаптической передачи (например, в мезолимбической системе дофамина), который имел место при возникновении зависимости.

3. Опиаты и дофаминовая система. В то время как дофаминергические нейроны при оперантном поведении и зависимость после положительно мотивированного поведения вызывают рост потребности, эндогенные опиоиды связывают с положительным аффективным ассоциированием раздражителей с вознаграждением. Этот эффект предположительно первично опосредуют эндогенные опиоидные системы путем активации эндогенных антиноцицептивных систем.

Опиатные рецепторы прежде всего находятся в структурах мозга, которые распространяют импульсы и отвечают за возникновение болей при повреждающих событиях (также и психических болей, например, в результате расставания) (например, задний рог спинного мозга, таламус, периакведуктальная полость, миндалина, лобная кора). Вызывающий зависимость эффект опиатов, предположительно, основывается на этой активации антиноцицептивных систем.

4. Вызывающие зависимость вещества и их действие на нейроны. Для всех вызывающих зависимость веществ общим является то, что потребность в наркотике развивается при участии специфических для вещества рецепторов посредством активации мезолимбической дофаминовой системы (рис. 2). Механизмы активации, насколько они известны, представлены в табл. 1.

д) Нейроадаптация мезолимбической системы. Молекулярные механизмы кратковременного и долговременного воздействия веществ, вызывающих зависимость, различны.

1. Протекание зависимости. В возникновении и поддержании зависимости играют важную роль нейроны мезолимбической системы дофамина (вентральная покрышка среднего мозга, прилежащее ядро). Множество характерных клеточных изменений возникает в ходе «карьеры наркомана» (от однократного приема через хроническое применение к кратковременной и долговременной абстиненции), происходят многочисленные характерные клеточные изменения, с которыми связаны различные паттерны поведения людей и животных, страдающих от наркотической зависимости. На рис. 3 представлены отдельные фазы и некоторые важные молекулярные и гормональные изменения, которые частично обсуждаются ниже.

2. Острый (однократный) прием вызывающего зависимость вещества. Связывание определенных веществ с дофаминовыми и опиатными рецепторами нейронов мезолимбической дофаминэргической системы активирует G-белки, которые затормаживают активность аденилатциклазы. Это приводит к снижению активности цАМФ и зависимой от цАМФ протеинкиназы. Ингибирование снижения концентрации цАМФ в эксперименте тормозит интракраниальную самостимуляцию у крыс и этим предположительно «радость», возникающую из-за данного раздражения (рис. 4). При снижении активности цАМФ уменьшается фосфорилирование ионных каналов и предположительно других клеточных эффекторов.

3. Хронический прием вызывающего зависимость вещества. Межклеточная передача сигнала радикально изменяется при хроническом приеме наркотика: активность системы аденилатциклазы и цАМФ возрастает; активность цАМФ или зависимой от Са²⁺ протеинкиназы приводит к фосфорилированию факторов транскрипции в клеточном ядре. Процессы транскрипции среди прочего приводят к усилению регуляции пострецепторного сигнального каскада цепи для дофаминергического рецептора D1 и снижению регуляции рецептора D2 (G-белок, аденилатциклаза и т.д.; рис. 4). Продолжительность возбудимости адаптированных нейронов при этом увеличивается.

4. Адаптация нейронов. Из описанного ранее можно сделать вывод, что клеточные процессы, лежащие в основе возникновения и поддержания зависимости, различны при остром и хроническом потреблении наркотического средства. В хроническом состоянии дофаминергические нейроны мезо-лимбической системы тормозятся, тогда как нейроны в прилежащем ядре вместе с компенсаторным повышением цАМФ и ускоренной транскрипцией становятся гиперактивными, если снова появляется не связанное с рецепторами вещество. Активность D2-рецеnторов дофамина снижается по мере приема возрастающих доз наркотика.

Это изменение сходит на нет после отказа от приема, в то время как вызванные с помощью транскрипции изменения межклеточной передачи сохраняются в течение долгого времени (рис. 4). Биохимические, морфологические и физиологические изменения нейронов (здесь — мезолимбической системы), возникающие при хроническом действии наркотических веществ, называются нейроадаптацией.

е) Коротко:

1. Радость. Нейробиологические основы положительных эмоций и системы подкрепления были установлены Олдсом с помощью экспериментов с самораздражением. Дофаминергическая мезолимбическая система положительного подкрепления образует важную часть протяженной подкорковой лимбической системы, которая прежде всего опосредует действие подкрепляющих стимулов во всех областях переднего мозга. При этом дофаминергические нейроны проецируют информацию через медиальный пучок переднего мозга прежде всего в прилежащее ядро в вентральном стриатуме и, таким образом, формируют положительное подкрепление.

Дофаминэргические нейроны мезолимбической системы сигнализируют коре, в случае если возникают отклонения от ожидаемого подкрепляющего стимула.

2. Зависимость. Агонисты дофамина, такие как амфетамин и кокаин (оба вызывающие зависимость) стимулируют это положительное подкрепление. Если активация системы подкрепления осуществляется не посредством физиологических раздражителей, а напрямую (химически), то возникает зависимость. Такая прямая химическая активация может происходить с помощью вызывающих зависимость веществ (таких как героин, морфин, кокаин, марихуана, амфетамины, барбитураты, никотин и алкоголь). Мезолимбическая система положительного подкрепления образует комплексный анатомический конечный путь для развития и поддержания зависимости.

Блокада или разрушение этой системы воздействует на все ситуации, в которых вырабатывается сильное «желание», например, посредством приема наркотика, и приводит к исчезновению зависимости. Нейроны мезолимбической системы изменяются биохимически, анатомически и физиологически при хроническом воздействии наркотиков. Это состояние называется нейроадаптацией.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Половое поведение - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 7.1.2025