Hoe beïnvloeden dopamine pieken de hersenen?

Dopaminepieken beïnvloeden het gedrag van levende wezens, waardoor het gedrag gevarieerder en routinematiger wordt.

Een volwassene denkt en plant de meeste van zijn of haar handelingen van tevoren: hij of zij weet wat hij of zij wil en wat anderen van hem of haar eisen, en maakt een plan voor zijn of haar volgende stappen. Dit geldt zowel voor het oplossen van complexe wiskundige problemen als voor de vraag of er eten voor het avondeten moet worden gekocht. Bovendien zijn handelingen vaak een reactie op iets: bijvoorbeeld: het is koud buiten - iemand trekt een jas aan, water in een pan kookt - zet de verwarming lager of zet het fornuis uit.

Naast bovenstaande komen spontane acties echter ook vaak voor: een leerling kauwt op een pen tijdens het maken van een toets, een leerling tikt met zijn vingers op het tafelblad terwijl hij nadenkt over een antwoord, een kijker balt zijn vuisten of tanden tijdens het kijken van een film, enzovoort. Zulke spontane acties komen net zo vaak voor als geplande situaties. Sommige spontane gedragingen worden herhaald en worden na verloop van tijd gewoontes.

Het is al lang bewezen dat gewoontes worden gevormd onder invloed van bepaalde centra van het zenuwstelsel, met name het dorsolaterale deel van het corpus striatum. De neuronen hiervan worden geactiveerd wanneer het nodig is om de reeks handelingen die een gewoonte beginnen te worden, te verfijnen of aan te passen. Ondersteuning van dergelijke processen wordt geboden door de amygdala en het bovenste laterale deel ervan. De centra van het versterkende mechanisme gebruiken dopamine als een soort bemiddelaar. Onlangs hebben wetenschappers besloten te onderzoeken of dopamine nog andere functies heeft bij het in gang zetten van spontane handelingen.

Het experiment werd uitgevoerd met knaagdieren die doelloos rondliepen in een donkere kamer. In de hersenen van de knaagdieren werd een eiwit gesynthetiseerd dat oplichtte wanneer dopamine werd toegediend: het licht werd opgevangen door een ingebouwde glasvezelkabel. Alle activiteiten van de ratten werden vastgelegd met een videocamera.

De dopamineniveaus van de knaagdieren veranderden voortdurend met wisselende intensiteit. Bij een lichte stijging maakten de ratten lichte sprongetjes, maar bleven over het algemeen kalm. Bij een sterke dopaminepiek veranderden de knaagdieren hun gedrag drastisch: het werd spontaan en divers. De ratten stonden op, draaiden met hun kop, bewogen chaotisch, enz. Interessant is dat dergelijke spontane bewegingen zich enkele minuten na het einde van de piek herhaalden. De toename van dopamine stimuleerde het dier dus tot willekeurige acties, waarna het zich consolideerde, alsof het een gewoonte ontwikkelde. Met knaagdieren als voorbeeld was het mogelijk om aan te tonen hoe het effect van dopamine op zenuwcellen en neuronale circuits zich weerspiegelt in gedrag.

Het blijkt dat dopamine het gedrag verandert in de richting van spontane diversiteit, en tegelijkertijd de individuele elementen van die diversiteit herstelt door in verschillende richtingen te werken.

De bevindingen zijn gepubliceerd op de pagina's van het tijdschrift Nature