Les chercheurs de l'Université de Copenhague ont réussi à créer un modèle de la façon dont le cerveau libère de la dopamine, un important produit chimique impliqué dans la transmission des signaux entre les cellules nerveuses. Le modèle, produit d'une collaboration interdisciplinaire, sera un outil important pour aider les scientifiques à comprendre comment nous apprenons et comment le cerveau perçoit la récompense et la punition. On espère que le modèle peut être utilisé pour comprendre la toxicomanie et le traitement de la schizophrénie.

Dans le cerveau, la dopamine est impliquée dans un certain nombre de processus qui contrôlent la façon dont nous nous comportons. Si une action entraîne la sortie de la substance, nous sommes plus susceptibles de répéter l'action. Cela s'applique à des actions telles que manger, des rapports sexuels ou gagner une compétition. Cependant, la même chose est vraie lorsque les individus prennent des stupéfiants. Les scientifiques pensent que les maladies mentales telles que la schizophrénie peuvent être liées aux déséquilibres de la dopamine.

Signal d'apprentissage

Si une action conduit à une meilleure réponse que prévu, le cerveau relèvera temporairement plus de dopamine. Si la réponse est pire que prévu, le cerveau arrête momentanément de libérer de la dopamine. Ce mécanisme est responsable de notre tendance à répéter des actions qui nous ont donné un niveau élevé de dopamine et à éviter celles qui entraînent des niveaux inférieurs de dopamine.

"C'est pourquoi beaucoup de personnes voient la dopamine comme un signal d'apprentissage", selon le doctorat Jakob Kisbye Dreyer du Département de Neuroscience et de Pharmacologie, Faculté des sciences de la santé, qui a participé à la création du module.

"D'autres ont soutenu qu'il est impossible pour le système de dopamine de réagir assez rapidement pour faire partie de notre processus d'apprentissage. Il peut prendre une fraction de seconde pour apprendre quelque chose, mais une cellule qui libère de la dopamine fonctionne lentement. Si vous regardez un phare Qui clignote à une fréquence lente, vous ne remarquerez pas tout de suite que la lumière a été éteinte. De même, les arguments contre la dopamine comme aide à l'apprentissage se sont concentrés sur le temps de rétroaction lente lorsque vous rencontrez quelque chose de mauvais et qu'il est trop lent Pour que le cerveau établisse une connexion. Notre modèle montre que le signal collectif de nombreuses cellules fournit une réaction assez rapide pour influencer l'apprentissage ".

Approche mathématique du cerveau

L'un des plus grands défis auxquels sont confrontés les neurologues est qu'il est difficile d'étudier les cerveaux actifs chez les humains vivants.

"La neurologie théorique peut facilement devenir très compliquée", dit Dreyer. "Si nous essayons de trouver des explications complètes de la façon dont le cerveau fonctionne, nous obtenons des modèles si complexes qu'ils sont difficiles à tester".

Les prédictions du modèle de la dopamine, créées dans le cadre d'un effort de collaboration unique entre les physiciens, les mathématiciens et les neurobiologistes, sont étayées par des observations faites dans des modèles animaux.

"Différentes branches de la science naturelle ont des formes de pensée étonnamment différentes", dit Dreyer. "Notre travail - et notre modèle - n'est possible que parce que je suis physicien, j'ai pu mener des recherches au Département de Neuroscience et de Pharmacologie À l'Université de Copenhague. Dès que nous sommes certains que le modèle est correct, nous pouvons commencer à l'appliquer à des maladies liées à la dopamine telles que la toxicomanie et la schizophrénie ".

Publication

Le modèle de dopamine de l'équipe sera décrit dans l'article de couverture de Journal of Neuroscience , Qui sera publié le 20 octobre 2010. L'article était

Source: Université de Copenhague

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