Co wspólnego mają strach, apetyt i sens Ŝycia?

Transkrypt

1 Co wspólnego mają strach, apetyt i sens Ŝycia? emocje i motywacje oczami neurofizjologów Dorota Badowska Studenckie Koło Naukowe Neurobiologii Uniwersytet Warszawski III rok: biotechnologia + psychologia

2 2 Copyright statement This presentation has been prepared for the meeting of the Students Neurobiology Club at the Warsaw University, thus for a non-profit activity. Pictures included, modified to various degree, have been copied from the Internet and literature without indicating the original source, which is frequently difficult to trace. Whoever finds his/her rights violated, is kindly requested to notify the author (neuro87@o2.pl); the questioned picture will be immediately withdrawn. Unlimited use of these slides in teaching is welcomed provided that the users take full responsibility for it.

3 3 Emocje podstawowe Nieredukowalne? Tylko z pozoru! Są produktem licznych procesów na poziomie nieświadomym Procesy rdzeniowe (ang. core processes)

4 4 Emocje: doświadczane świadomie Emocje przeciwstawne np. strach i dąŝenie do mogą być produktem tych samych procesów rdzeniowych! Emocje: procesy rdzeniowe (core) na poziomie nieświadomym

5 Strach i nagroda róŝne czy 5 podobne? Strach i unikanie Nagroda, motywacja

6 6 Układ nagrody i dopamina Nature Medicine 7, (2001) Motywacja i nagroda klasycznie wiązane z: dopaminą (DA) w szlaku mezolimbicznym układem nagrody (zwłaszcza z jądrem półleŝącym) Prefrontal cortex (PFC) kora przedczołowa Nucleus accumbens jądro półleŝące Ventral tegmental area (VTA) pole brzuszne nakrywki

7 7 Jądro półleŝące (NAc) Nucleus accumbens = NAc Centrum motywacji (Chcenia) Dzięki projekcjom dopaminergicznym w NAc moŝliwe jest działanie To, Ŝe nam się chce Dopamina (DA): neurotransmiter motywacji i nagrody Nature Medicine 7, (2001)

8 8 Dopaminowa nagroda Wyrzuty dopaminy w j. półleŝącym: Podczas jedzenia Podczas antycypacji jedzenia Podczas kopulacji i antycypacji kopulacji Mniejszy podczas orgazmu

9 9 Lubienie w NAc Neuroobrazowanie Aktywacja NAc podczas: Konsumpcji smacznego jedzenia / picia Słuchania przyjemnej muzyki klasycznej Oglądania szczęśliwych twarzy Spodziewania się zysku w grach hazardowych Preferencji jednej z dwóch nieznajomych twarzy

10 10 Atrybucja wartości nagradzającej Dzięki dopaminie bodziec motywujący (tzw. wyzwalający) moŝe wzbudzić motywację (apetyt = Chcenie)

11 11 ACh w j. półleŝącym Hamuje zachowania apetytywne Kończenie posiłku (umiarkowany poziom ACh) Awersja pokarmowa (b. wysoki poziom ACh) Poziom w NAc Dopamina Acetylocholina start Czas trwania posiłku stop

12 12 Dopamina i acetylocholina w NAc DA ACh DA ACh depresja uzaleŝnienia

13 13 UŜywki i narkotyki Psychostymulanty: amfetamina, kokaina, PCP Działają w podwzgórzu, supresja apetytu Niemal kaŝdy bodziec odbierany jako nagroda => wzmocnienie Opiaty heroina, morfina (pośrednio teŝ marihuana) Działają na neurony DA w śródmózgowiu i NAc WydłuŜają czas posiłku, zwiększają przyjemność Nikotyna Rośnie produkcja i uwalnianie DA Alkohol i kofeina DA w NAc Większość uŝywek i narkotyków oddziałuje na transmisję DA w układzie mezolimbicznym Depresja po odstawieniu narkotyków: DA i ACh Sztuczne podniesienie poziomu DA moŝe zastąpić nam posiłki odchudzanie

14 14 DA i odchudzanie ObniŜona masa ciała: DA w NAc Efekt jojo: po diecie jemy więcej, by nadrobić ubytek DA Przypadki kompulsywnego picia alkoholu lub zaŝywania kokainy po odchudzaniu

15 15 Głód i apetyt Informacje o stanie energetycznym np. poziom cukru we krwi PFC %aktywn. Decyzja o zjedzeniu pokarmu zaleŝna od stanu metabol. Globus Pallidus Działanie: sięgnięcie po pokarm Wzgórze Kora ruchowa Im bardziej głodna małpa, tym większy % pobudzenia PFC i silniejsze pobudzenie NAc + Siła pobudzenia zaleŝy od % aktywnej PFC GA BA Jądro półleŝące

16 16 Dlaczego odchudzanie bywa trudne? Insulina, Leptyna Podwzgórze NPY, GAL + Ubytek tkanki tłuszczowej zwiększa motywację do jedzenia Tkanka tłuszczowa konsumpcja tłuszczu konsumpcja NAc DA i ACh

17 17 Jak zablokować Chcenie? Blokowanie receptorów DA lub uwalniania DA Szczury nie pracują, by zdobyć poŝywienie Uczenie się awersji pokarmowych bez zmian Reakcje na słodki i gorzki smak bez zmian Efekt: Lubienie bez Chcenia! Dopamina w układzie nagrody odpowiada jedynie za Chcenie, ale nie za Lubienie!

18 18 Chcenie i Lubienie rozdzielone Równoległe systemy Dowiedzione w eksperymentach psychologicznych i neurofizjologicznych Chcenie bez Lubienia Otyłość Chcenie Zwiększona konsumpcja, ale nie przyjemność UzaleŜnienia Lubienie Stymulacja bocznego podwzgórza NAGRODA Zwiększona konsumpcja nawet gdy reakcje awersyjne

19 19 Jak zmierzyć Lubienie? Powszechnie lubiane pokarmy słodkie i tłuste, a unikane gorzkie Podobne ekspresje u ludzkich niemowląt i małp Przyjemność smak słodki Szczury: wysuwanie języka, oblizywanie łap Awersja smak gorzki Szczury: potrząsanie głową, energiczne wycieranie pyszczka SUSANA PECIÑA, KYLE S. SMITH, and KENT C. BERRIDGE NEUROSCIENTIST 12(6): , 2006

20 20 Co wywołuje Lubienie? Słodki smak stymuluje uwalnianie opioidów Smaczne jedzenie Uwolnienie endogennych opioidów Działanie wzmacniające (wydłuŝenie posiłku) Działanie uzaleŝniające Działanie przeciwbólowe

21 21 Opioidy Działają przeciwbólowo Zwiększają ilość DA w synapsach Z pominięciem negatywnego sprzęŝenia zwrotnego z podwzgórza Sprzyjają reakcjom zbliŝania się do (approach behavior) Polowanie, szukanie poŝywienia, eksploracja otoczenia approach behavior

22 22 Opioidy i Lubienie morfina, heroina, endorfiny, enkefaliny Aktywacja receptorów MOR zwiększa Chcenie i Lubienie MOR (µ) G Zwiększenie Chcenia i Lubienia

23 23 Opioidowe mapowanie mózgu Mikroiniekcje DAMGO (agonisty MOR) do poszczególnych części pokrywy jądra półleŝącego Karmienie szczura Obserwacja zwiększenia / zmniejszenia: Chcenia ilości zjedzonego pokarmu Lubienia liczby reakcji hedonistycznych Mikroiniekcje do NAc

24 24 Opioidowe mapowanie pokrywy NAc Cz. dziobowa i grzbietowa. DuŜo MOR Kaudalnie względem hotspot Część tylna i brzuszna S. Peciña / Physiology & Behavior 94 (2008)

25 25 Nie tylko accumbens Jądro półleŝące Nucleus accumbens = NAc Brzuszna część gałki bladej Ventral pallidum = VP

26 26 VP i NAc naleŝą do jąder podstawy Ciało prąŝkowane Jądro ogoniaste Jądro soczewkowate Gałka blada (globus pallidus) Grzbietowe prąŝkowie Brzuszne prąŝkowie: Jądro półleŝące, NAc (nucleus accumbens) Skorupa (putamen) Dorsal pallidum, DP Vental pallidum, VP PrąŜkowie (striatum): j. ogoniaste + skorupa

27 27 Lezje Ventral pallidum Lezje i hamowanie agonistami GABA A znoszą Chcenie i Lubienie Afagia i adypsja (brak pragnienia) jak po lezji bocznego podwzgórza Zanik Lubienia i wystąpienie awersji do słodkiego smaku Ten szczur szczęśliwie uniknął lezji Ventral pallidum

28 28 Lezja VP u pacjenta Odnotowany jeden przypadek Były narkoman lezja wyleczyła go z nałogu ALE... ObniŜenie nastroju Anhedonia Tycie większe spoŝycie pokarmu większe Chcenie?

29 29 Odhamowanie VP Antagonista GABA A powoduje zwiększenie Chcenia, lecz nie Lubienia K.S. Smith et al. / Behavioural Brain Research 196 (2009)

30 30 Mapowanie Ventral Pallidum WyŜszy poziom enkefalin, Przewaga kom. niecholinergicznych Mniejsza gęstość MOR NiŜszy poziom enkefalin, Przewaga kom. cholinergicznych, Większa gęstość MOR K.S. Smith et al. / Behavioural Brain Research 196 (2009)

31 31 Jądro półleŝące i Ventral pallidum NAc Hotspot: przyśr. pokrywa Lubienie VP Hotspot: cz. tylna Lubienie jest wynikiem jednoczesnej opioidowej aktywacji Hotspots w obu strukturach

32 32 Jądro półleŝące i Ventral pallidum NAc Hotspot: przyśr. pokrywa opioidy Chcenie VP Hotspot: cz. tylna Nalokson-bloker receptorów opioidowych Chcenie wynika z opioidowej aktywacji Hotspot w NAc. Blokada MOR w VP nie znosi motywacji. Komunikacja obu struktur jest asymetryczna.

33 33 VP i apetyt na sól Wzrost aktywności neuronów VP pod wpływem przyjemnego smaku cukru Spadek pod wpływem nieprzyjemnego smaku soli Wzrost, gdy szczur jest na głodzie sodowym Wzrost teŝ dzięki bodźcom zwiastującym smaczny smak cukru / soli Warunkowanie klasyczne

34 34 Apetyt na sól K.S. Smith et al. / Behavioural Brain Research 196 (2009)

35 35 Bodźce warunkowe TeŜ mogą być wiązane z przyjemnością Wtórna nagradzającą wartość pieniędzy

36 36 Wzrost Chcenia bez Lubienia Aktywacja systemu dopaminergicznego: Elektryczna stymulacja MFB (przyśrodkowy pęczek przodomózgowia: aksony neuronów DA) Długotrwałe podawanie amfetaminy lub kokainy Mikroiniekcja amfetaminy do NAc Knock-out: brak transportera DA (zwiększenie ilości DA w synapsach) Nie znamy mechanizmu interakcji układu mezolimbicznego (DA) i VP

37 37 NAc i VP to nadal nie wszystko... Potencjalnie istnieje więcej Hotspots (opioidowych i innych) tworzących Układ Lubienia NAc i VP są jedynie dwoma elementami tego układu Benzodiazepiny zwiększają Lubienie, działając głównie na tylną część tyłomózgowia (posterior hindbrain) Nawet po decerebracji zwiększają pozytywne reakcje na słodki smak Słabe działanie w przodomózgowiu Prawdopodobnie benzodiazepinowy Hotspot leŝy w jądrze okołoramieniowym (parabrachial nucleus, PBN) w pniu mózgu

38 38 Co łączy emocje pozytywne i negatywne? Chcenie Strach

39 39 Skąd się bierze strach? Klasyczne podejście: ciało migdałowate (amygdala) W obrębie bieguna płata skroniowego Zaliczane do struktur układu limbicznego Source: University of Washington Digital Anatomist Program

40 40 Amygdala i emocje pozytywne Po lezji amygdali szczury na głodzie sodowym : Nie spoŝywają więcej soli Silniejsze reakcje hedonistyczne na sól Aktywnie szukają jedzenia i picia Błędne przypisanie obiektom wartości zachęcającej /nagradzającej (incentive salience attribution) Błędny wybór obiektu, który ma zaspokoić daną potrzebę Upośledzone uczenie się związku bodziec-nagroda

41 41 Współpraca amygdali i NAc Amygdala: udział w nakierowaniu naszego Chcenia na właściwy obiekt, cel i przypisaniu mu wartości zachęcającej / nagradzającej (incentive salience attribution) Jądro półleŝące i dopamina: Generator Chcenia (wanting) i Zachęty (incentive salience) Przekształca emocje w czyny Amygdala NAc

42 42 Dopamina-Accumbens-Amygdala Amygdala NAc DA System DA-NAc-Amyg. wspólne ogniwo Chcenia (zach. apetytywnych) i Unikania (awersyjnych) Pragnienie ucieczki to Chcenie bezpieczeństwa Wyrzut DA w NAc podczas ulgi w bólu

43 43 Podsumowanie Opioidowe Hotspots w NAc i VP Chcenie i Lubienie Lubienie dzięki współpracy hotspots w NAc i VP Chcenie dzięki projekcji DA do NAc DA i ACh Amygdala ukierunkowuje Chcenie pochodzące z NAc NAc NAc VP amygdala

44 Badanie konsumpcji moŝna odnieść 44 do innych dziedzin Ŝycia Nowe teorie emocji i motywacji Jedna emocja wiele struktur Jedna struktura wiele emocji UzaleŜnienia Otyłość JEDZENIE Behawior seksualny Marketing i ekonomia Relacje międzyludzkie Miłość: Chcenie, nie zawsze Lubienie matczyna zakochanie Depresja NAc: DA i ACh Zwiększanie Chcenia klienta Motywowanie pracowników

45 45 O co tu chodzi? O sens Ŝycia! Źródło motywacji, naszych celów i dąŝeń Sens Ŝycia ma róŝne kształty i odmiany

46 46 Sens Ŝycia To tutaj!

47 47 Dziękuję za uwagę Prezentacja do udostępnienia:

48 48 Bibliografia K.Smith, A.Tindell, J.Aldridge, K.Berridge: Ventral pallidum roles in reward and motivation ; Behavioural Brain Research 196 (2009) S.Peciña: Opioid reward liking and wanting in the nucleus accumbens, Physiology & Behavior 94 (2008) K.Berridge: Pleasure, Pain, Desire, and Dread: Hidden Core Processes of Emotion w D.Kahneman, E.Diener, N.Schwarz: Well-being: The foundations of hedonic psychology; The Russel Sage Foundation, New York (1999) S.Peciña, K.Smith, K.Berridge: Hedonic Hot Spots in the Brain, Neuroscientist 12(6) (2006) B.Hoebel, P.Rada, G.Mark, E.Pothos: Neural systems for reinforcement and inhibition of behavior: Relevance to eating, addiction, and depression w D.Kahneman, E.Diener, N.Schwarz: Well-being: The foundations of hedonic psychology; The Russel Sage Foundation, New York (1999) D.Mela: Eating for pleasure or just wanting to eat? Reconsidering sensory hedonic responses as a driver of obesity, Appetite 47 (2006) A.Longstaff: Neurobiologia, PWN (2006) Wikipedia