كيف يؤثر الدوبامين والسيروتونين على السلوك الاجتماعي

فريق دولي يفك رموز الرقصة المعقدة للدوبامين والسيروتونين في دماغ الإنسان، ويسلط الضوء على القرارات الاجتماعية.

وفي دراسة نشرت في السلوك البشري الطبيعييكشف العلماء عن عالم من المعدلات العصبية الكيميائية في الدماغ البشري، وتحديدًا الدوبامين والسيروتونين، اللذين يلعبان دورًا في السلوك الاجتماعي.

ركز البحث، الذي أجري على مرضى باركنسون المستيقظين الذين خضعوا لعملية جراحية في الدماغ، على المادة السوداء، وهي منطقة مهمة في الدماغ مرتبطة بالتحكم الحركي ومعالجة المكافآت.

كشف الفريق الدولي، بقيادة ريد مونتاجو، عالم الأعصاب الحسابي في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، عن آلية كيميائية عصبية لم تكن معروفة من قبل للميل البشري المعروف لاتخاذ القرارات على أساس السياق الاجتماعي – حيث يقبل الناس العروض من أجهزة الكمبيوتر في حين يرفضون العروض المماثلة من البشر.

يناقش العلماء عملهم للحصول على نظرة ثاقبة لتعقيدات الدماغ والعقل. في الآونة الأخيرة، باحثون من بينهم (من اليسار) دان بانج من جامعة آرهوس في الدنمارك، وكين كيشيدا من كلية الطب بجامعة ويك فورست، ومايكل فريدلاندر، المدير التنفيذي لمعهد فرالين للأبحاث الطبية الحيوية؛ يتحدث بيتر دايان – المدير التنفيذي لمعهد ماكس بلانك لعلم التحكم الآلي البيولوجي في توبنجن بألمانيا – وريد مونتاجو – مدير مركز علم الأعصاب البشري التابع لمعهد فراولين لأبحاث الطب الحيوي – عن الإنجاز الذي دام عقودًا من الزمن. الائتمان: كلايتون ميتز / فرجينيا تك

رؤى من لعبة Ultimatum

في هذه الدراسة، كان أربعة مرضى يتلقون جراحة تحفيز عميق للدماغ لعلاج مرض باركنسون منغمسين في لعبة الإنذار النهائي “خذ الأمر أو اتركه”، حيث كان عليهم قبول أو رفض تقسيمات مختلفة بقيمة 20 دولارًا من كل من اللاعبين البشريين والكمبيوتر. على سبيل المثال، قد يقترح اللاعب الاحتفاظ بمبلغ 16 دولارًا، بينما يحصل المريض على 4 دولارات المتبقية. وإذا رفض المريض التقسيم، فلا يحصل أي منهما على شيء.

قال مونتاجو، أستاذ جامعة فيرجينيا تك كاريليون ماونتكاسل وكبير زملاء معهد فرالين للأبحاث الطبية الحيوية في VTC: “يمكنك تعليم الناس ما يجب عليهم فعله في هذا النوع من الألعاب – حتى المكافآت الصغيرة بدون أي مكافأة على الإطلاق”. مؤلف الدراسة. “عندما يعرف الناس كيفية اللعب بالكمبيوتر، فإنهم يلعبون تمامًا مثل الاقتصاديين الرياضيين – فهم يفعلون ما يتعين عليهم القيام به. ولكن عندما يلعبون دور الإنسان، فإنهم لا يستطيعون إنقاذ أنفسهم. وغالبًا ما يميلون إلى العقاب برفض أصغر عرض. .

اقرأ مونتاجو، الذي قاد فريق بحث قام بتوثيق الأساس الكيميائي لصنع القرار الاجتماعي، ويتحدث عن الاستفادة من المكونات الحاسمة التي تجعلنا بشرًا. الائتمان: كلايتون ميتز / فرجينيا تك

رقصة الدوبامين والسيروتونين

إن الأشخاص الذين يتخذون القرارات بناءً على السياق الاجتماعي ليس جديدًا في الألعاب الاقتصادية العصبية. لكن الآن، ولأول مرة، أظهر الباحثون أن تأثير البيئة الاجتماعية قد ينبع من التفاعلات الديناميكية للدوبامين والسيروتونين.

عندما يتخذ الأشخاص قرارات، يعمل الدوبامين كنظام مراقبة مستمر، يتابع عن كثب ويتفاعل مع ما إذا كان العرض الحالي أفضل أو أسوأ من العرض السابق. وفي الوقت نفسه، يبدو أن السيروتونين يركز فقط على القيمة الحالية لعرض معين، ويقترح تقييم كل حالة على حدة.

تحدث هذه الرقصة السريعة على خلفية أبطأ، حيث يكون الدوبامين أعلى بشكل عام عندما يلعب الناس مع بشر آخرين، وبعبارة أخرى، عندما يلعبون بشكل عادل. تساهم هذه الإشارات معًا في التقييم الشامل لعقلنا أثناء التفاعلات الاجتماعية.

وقال المؤلف الأول للدراسة دان بانغ، الأستاذ المشارك في الطب السريري وزميل مؤسسة لوندبيك وأستاذ مساعد في جامعة آرهوس في الدنمارك: “نحن نركز على العمليات المعرفية المختلفة ونحصل في النهاية على إجابات للأسئلة بتفاصيل بيولوجية دقيقة”. في معهد فرالين لأبحاث الطب الحيوي.

وقال بانج: “إن مستويات الدوبامين تكون أعلى عندما يتفاعل الناس مع إنسان آخر بدلاً من الكمبيوتر”. “إن قياس السيروتونين مهم أيضًا هنا لمنحنا الثقة في أن الاستجابة الشاملة للسياق الاجتماعي خاصة بالدوبامين.”

قام سيث بايتون، الباحث المشارك في معهد فراولين لأبحاث الطب الحيوي، بتطوير الأقطاب الكهربائية المستخدمة لتسجيل رقصة الدوبامين والسيروتونين. الائتمان: كلايتون ميتز / فرجينيا تك

ساعد سيث باتن، أحد كبار الباحثين المشاركين في مختبر مونتاجو والمؤلف الأول المشارك للدراسة، في جمع البيانات في نظام ماونت سيناي الصحي في نيويورك من خلال تطوير أقطاب كهربائية من ألياف الكربون مزروعة في المرضى الذين يتلقون جراحة التحفيز العميق للدماغ.

وقال باتن: “إن التطور الفريد لطريقتنا هو أنها تسمح لنا بقياس أكثر من ناقل عصبي واحد في وقت واحد – ولا ينبغي فقدان التأثير”. “لقد رأينا جزيئات الإشارة هذه من قبل، لكن هذه هي المرة الأولى التي نراها ترقص فيها. لم ير أحد رقصة الدوبامين والسيروتونين في سياق اجتماعي من قبل.

كان اكتشاف معنى الإشارات الكهروكيميائية المسجلة من المرضى أثناء الجراحة تحديًا كبيرًا استغرق حله سنوات.

وقال كين كيشيدا، المؤلف المشارك للدراسة والأستاذ المشارك في علم الأعصاب الترجمي: “إن البيانات الأولية التي نجمعها من المرضى لا تتعلق بالدوبامين أو السيروتونين أو النورإبينفرين – إنها مزيج منها”. دكتوراه في جراحة المخ والأعصاب، كلية الطب بجامعة ويك فورست. “نحن نستخدم أدوات من نوع التعلم الآلي لتشريح ما هو موجود في البيانات الأولية، وفهم التوقيع، وفك تشفير ما يحدث مع الدوبامين والسيروتونين.”

في دراسة السلوك البشري الطبيعيأظهر الباحثون كيف يتشابك صعود وهبوط الدوبامين والسيروتونين مع الإدراك والسلوك البشري.

يقول مونتاج، وهو مدير مركز أبحاث علم الأعصاب البشري ومعهد فراولين لأبحاث الطب الحيوي: “في عالم الكائنات الحية النموذجية، يوجد متجر حلوى مليء بالتقنيات الرائعة لطرح الأسئلة البيولوجية، ولكن من الصعب طرح أسئلة حول ما الذي يجعلك أنت”. مختبر التصوير العصبي.

يعالج مرض باركنسون

وقال مونتاجو، وهو أيضا أستاذ في كلية فرجينيا للتكنولوجيا للعلوم: “في مرحلة ما، بعد أن نقوم بتقييم عدد كاف من الأشخاص، سنكون قادرين على حل أمراض مرض باركنسون الذي منحنا هذه الفرصة”.

في مرض باركنسون، يعد الفقدان الكبير للخلايا العصبية المنتجة للدوبامين في جذع الدماغ سمة رئيسية تتزامن عادة مع ظهور الأعراض.

تؤثر هذه الخسارة على الجسم المخطط، وهي منطقة في الدماغ تتأثر بشدة بالدوبامين. ومع استنفاد الدوبامين، تبدأ أطراف السيروتونين في النمو، مما يكشف عن تفاعل معقد كما يظهر في نماذج القوارض.

يقول مونتاجو: “توجد بالفعل أدلة ما قبل السريرية على أن استنزاف نظام الدوبامين لصالح نظام السيروتونين يقول: علينا أن نفعل شيئًا ما. ولكننا لم نتمكن أبدًا من رؤية الآليات”. ويمكن للمرء أن يأمل في ذلك قادرة على الارتباط بالأعراض والإدلاء ببعض البيانات السريرية حول أمراض باركنسون.”

وقال الباحثون إنه بهذه الطريقة يتم فتح نافذة للتعرف على مجموعة واسعة من اضطرابات الدماغ.

وقال كيشيدا: “إن العقل البشري يشبه الصندوق الأسود”. “لقد طورنا طريقة أخرى لفهم كيفية عمل هذه الأنظمة وكيفية تأثرها بالحالات الطبية المختلفة.”

وقال مايكل فريدلاندر، المدير التنفيذي لمعهد فرالين للأبحاث الطبية الحيوية وعالم الأعصاب الذي لم يشارك في الدراسة: “يُحدث هذا العمل ثورة في مجال علم الأعصاب بأكمله وقدرتنا على دراسة العقل البشري والدماغ”. لم يكن من الممكن أن أتخيل ذلك منذ سنوات.”

وقال إن علم النفس هو مثال على المجال الطبي الذي يمكن أن يستفيد من هذا النهج.

وقال فريدلاندر، نائب رئيس جامعة فرجينيا للتكنولوجيا للعلوم الصحية: “هناك الكثير من الناس في العالم يعانون من مجموعة متنوعة من حالات الصحة العقلية، وفي كثير من الحالات، لا تعمل الحلول الصيدلانية مثل التكنولوجيا”. ويشارك السيروتونين والناقلات العصبية الأخرى بشكل وثيق في بعض هذه الاضطرابات. يضيف هذا الجهد دقة وحجمًا حقيقيين لفهم تلك المشكلات. أعتقد أنه يمكننا التأكد من أن هذا العمل سيكون مهمًا جدًا لتطوير العلاجات في المستقبل.”

أكثر من عقد من الزمن في طور الإنشاء

بدأت الجهود المبذولة لقياس الناقلات العصبية في الدماغ البشري في الوقت الحقيقي منذ 12 عامًا، عندما قام مونتاجيو بتجميع مجموعة من الخبراء “المدروسين للغاية”.

نشر العلماء ملاحظات هي الأولى من نوعها حول الدماغ البشري علم الأعصاب في عام 2020، كشف الباحثون أن الدوبامين والسيروتونين يعملان بسرعات أقل من الثانية لتحديد كيفية إدراك الناس للعالم واتخاذ الإجراءات بناءً على تصورهم.

ومؤخرا، نشرت دراسة في مجلة أكتوبر علم الأحياء الحالييستخدم الباحثون طريقة لتسجيل التغيرات الكيميائية لدى البشر المستيقظين للحصول على نظرة ثاقبة لبنية النورادرينالين في الدماغ، وهو هدف طويل الأمد للأدوية لعلاج الاضطرابات النفسية.

أيضا، في الصحافة في ديسمبر التقدم العلمي, وكشف الفريق أن التغيرات السريعة في مستويات الدوبامين تعكس حسابات محددة تتعلق بكيفية تعلم البشر من المكافآت والعقوبات.

وقال مونتاجو: “لقد أجرينا قياسات لنشاط الناقلات العصبية في مناطق مختلفة من الدماغ، ووصلنا إلى النقطة التي نتطرق فيها إلى العناصر الأساسية التي تجعلنا بشرا”.

ملحوظة: سيث ر. بايتون، دون بانج، بريان هـ. جويبل، أريانا ن. “الدوبامين والسيروتونين في المادة السوداء لمراقبة إشارات القيمة أثناء السياق الاجتماعي والتبادل الاقتصادي” بقلم ديفيس، ماثيو هيفلين، تشيكسيو فو، عوفر بيرل، كيميا جيافات، أليس هاشمي، إجناسيو سايز، ليوناردو إس باربوسا، توماس تومي، تيري لورينز ، جايسون بي وايت، بيتر دايان، ألكسندر دبليو تشارني، مارتين فيجي، هيلين إس مايبيرج، كينيث تي كيشيدا، شياوسي جو وبي ريد مونتاجو، 26 فبراير 2024، السلوك البشري الطبيعي.
دوى: 10.1038/s41562-024-01831-ث