ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2010, том 60, № 3, с. 259-278
= ОБЗОРЫ, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СТАТЬИ
УДК 612.82.12 + 612.014.42
УЧАСТИЕ МЕЗОКОРТИКО-ЛИМБИЧЕСКОЙ ДОФАМИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В АДАПТИВНОМ ПОВЕДЕНИИ
© 2010 г. Н. Ю. Ивлиева
Факультет социальной педагогики Московского городского психолого-педагогического университета,
e-mail: nivlieva@mail.ru
Поступила в редакцию 10.12.2008 г.
Принята в печать 28.04.2009 г.
Дофаминергическая система среднего мозга традиционно рассматривается как единая "нервная валюта" вознаграждения любой модальности. В отношении специфики участия мезокор-тико-лимбической системы в поведении в настоящее время наиболее активно обсуждаются три гипотезы: 1) дофамин опосредует "удовольствие"; 2) дофамин сигнализирует об ошибке в предсказании вознаграждения и таким образом служит обучающим сигналом, критичным в процессах ассоциативного научения; 3) дофамин создает мотивацию к действиям, направленным на получение вознаграждения. Однако накоплено немало данных, так или иначе противоречащих этим взглядам на функции центрального дофамина. Предпринятая попытка прояснить роль мезокортико-лимбической дофаминергической системы в адаптивном поведении позволила обнаружить, что эта система вовлечена в процессы научения, в оценку результатов собственной деятельности, в процессы установления значимости новых стимулов, в механизмы принятия решений, но большая часть исследований свидетельствует о том, что активность мезокортико-лимбической системы приобретает особое значение в ситуациях неопределенности. В этом, на наш взгляд, — главная загадка дофамина, обеспечивающего, с одной стороны, нашу спонтанность и, с другой — предохраняющего от излишней реактивности.
Ключевые слова: дофамин, подкрепление, мезокортико-лимбическая система, вентральная область покрышки, прилежащее ядро, префронтальная кора.
Mesocorticolimbic Dopaminergic System in Adaptive Behavior
N. Yu. Ivlieva
Department of Social Pedagogy, Moscow State University of Psychology and Education,
e-mail: nivlieva@mail.ru
A review. The midbrain dopaminergic system is traditionally considered as a 'common neural currency' for rewards of most kinds. There are several competing hypotheses of its precise contribution in behavior: 1) dopamine mediates the pleasure of rewards; 2) dopamine signals a reward prediction error and, thus, is involved in associative learning; 3) dopamine motivates the pursuit of rewards. However, some investigations have questioned the role of the midbrain dopamine in all these processes. Considerable evidence has illustrated that dopamine system is crucially involved in learning and prediction processes, in estimation of the results of activity, in novel stimulus salience attributions, in decision-making processes and, the most important, in estimation of uncertainty. Such mysterious modulation provides our spontaneity and protects against high reactivity.
Key words: dopamine, reinforcement, mesocorticolimbic system, ventral tegmental area, nucleus accumbens, prefrontal cortex.
Один из ведущих специалистов в области изучения дофаминергической (ДЕ) системы К. Берридж начинает обзорную статью 2007 г. словами: "Некоторые вопросы остаются без ответа на протяжении веков, с ними сталки-
ваются поколение за поколением исследователей. Хочется надеяться, что вопрос о роли дофамина (ДА) в процессах подкрепления не окажется среди их числа" [10]. Целью настоящего обзора является рассмотрение участия
ДЕ-системы в относительно простых видах адаптивного поведения: в реакциях на биологически значимые и нейтральные стимулы, в двигательных реакциях, в защитных и сохра-нительных видах поведения, в процессах научения. В представленной работе особое внимание будет уделено рассмотрению мезокор-тико-лимбической системы.
АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕЗОКОРТИКО-ЛИМБИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Вентральная область покрышки (ВОП) является основным источником дофаминерги-ческих проекций, направляющихся главным образом в вентральный стриатум, гипоталамус и префронтальную ассоциативную кору. Данная совокупность структур носит название мезокортико-лимбической дофаминовой системы.
ВОП получает проекции из префронталь-ной коры (ПФК), дорзальной части обонятельной коры, миндалины, диагональной связки Брока, безымянной субстанции, прилежащего ядра (ПЯ) (nucleus accumbens), ядра ложа конечной полоски, крупноклеточной преоптической области, медиальной и латеральной преоптических областей, переднего, латерального и постеро-дорзального гипоталамуса, латеральной хабенулы, парафасцику-лярного ядра таламуса, верхнего двухолмия, дорзального ядра шва, большого и мостового ядер шва, дорзального и вентрального па-рабрахиальных ядер, педункуло-понтийного ядра [15], голубого пятна и глубоких ядер мозжечка. Показаны связи ВОП с катехола-минергическими группами A1, A5, A6, A7, A9, A13, а также с B7 [69].
Эфферентные проекции ВОП могут быть подразделены на пять подсистем. Проекции в продолговатый мозг: в другие моноаминер-гические группы, в мозжечок, в другие ядра тегментума и нижнюю оливу. Мезодиэнце-фальный путь включает проекции в некоторые таламические, гипоталамические ядра и в срединное возвышение (функционально важные примеры: передняя гипоталамическая преоптическая область, таламические медио-дорзальное ядро и nucleus reuniens). Эти две подсистемы в основном недофаминергические. Превалирующие над другими эфферентными проекциями мезолимбические связи включают проекции в прилежащее ядро, латеральный септум, промежуточное ядро конечной
полоски, обонятельный бугорок, обонятельные ядра, некоторые ядра миндалевидного комплекса (особенно центральное и базола-теральное ядра), энторинальную кору. Установлены связи с гиппокампом [81]. Мезокор-тикальный путь проецируется в сенсорные, моторные, лимбические и в полисенсорные ассоциативные области коры. Наиболее выраженной иннервацией обладают префрон-тальная, орбитофронтальная, поясная области коры у грызунов. У хищников и приматов многие другие корковые проекции также ярко выражены. Существенно, что у приматов наиболее плотные дофаминергические проекции выявляются в моторных областях коры [9]. Многие нейроны ВОП одновременно посылают окончания к проекционным структурам в составе различных путей. Большинство, но не все эфференты ВОП унилатераль-ны. Подавляющее большинство этих волокон идет в составе медиального переднемозгового пучка. Все указанные проекционные структуры имеют с ВОП двусторонние связи [62]. Высказывается предположение о спиральной организации связей со стриатумом, согласно которому нейроны ПЯ отправляют не только реципрокные тормозные проекции в ВОП, но также проекции к соседним нейронам вентральной области, в свою очередь проецирующимся к смежным областям стриатума [34]. По некоторым данным, отдельные группы нейронов ВОП проецируются в различные проекционные области [47, 85], к тому же различные проекции ВОП содержат разное соотношение ДЕ- и не-ДЕ-волокон (например, в ПЯ направляется 80% ДЕ-нейро-нов, префронтальные проекции ВОП содержат около 30% ДЕ волокон и около 60% ГАМКергических, а проекции в голубое пятно — лишь 1%), предполагается, что проекционные нейроны, не содержащие ДА, являются ГАМКергическими. Недавно обнаружено, что ГАМКергические нейроны ВОП и прилежащих областей связаны между собой в сеть посредством электрических синапсов [48]. По некоторым сведениям, ДЕ-нейроны, проецирующиеся в ПФК, сконцентрированы преимущественно в передней части ВОП.
Большой интерес представляют немногочисленные данные о специфических связях внутри мезокортико-лимбической системы. Так, Д. Карр и С. Сесак [14] методом тройного мечения показали, что афференты из ПФК в ВОП заканчиваются только на ГАМКерги-ческих нейронах, проецирующихся в ПЯ, и
на ДЕ-нейронах, проецирующихся в ПФК. Показано также, что входы из латеродорзаль-ного тегментума не контактируют с ГАМКер-гическими нейронами, проецирующимися в ПЯ, но формируют многочисленные синап-тические контакты с проецирующимися в ПЯ дофаминергическими нейронами, такой специфичности не наблюдается у входов к мезопрефронтальным нейронам [63]. Используя антитела против двух видов везикулярного переносчика глютамата в качестве меток корковых и подкорковых глютаматергических входов, Н. Омельченко и С. Сесак [63] показали, что синапсы на нейронах ВОП, проецирующихся в ПЯ, чаще формируют подкорковые глютаматергические входы, а мезопрефрон-тальные нейроны получают корковые и подкорковые входы в приблизительно равных соотношениях; также авторы сообщают о значительном преобладании подкорковых глютаматергических афферентов в ВОП. В контексте настоящего обзора особый интерес представляют тормозные входы, оканчивающиеся на дофаминергических нейронах ВОП, из ростро-медиального ядра покрышки, нейроны которого активируются на широчайший спектр избегаемых воздействий [41]. Хотя М. Гарзон с соавт. [27] полагают, что холинер-гические аксоны в ВОП вступают в контакт преимущественно с не-ДЕ-нейронами, а также с ДЕ-нейронами, проецирующимися в кору больших полушарий, Н. Омельченко и С. Сесак [63] сообщают о преобладании холи-нергических входов к мезолимбическим до-фаминергическим нейронам. Также показано, что внутри мезокортико-лимбической системы можно выделить анатомически обособленные области, направляющие аксоны в разные отделы вентрального стриатума [38]; по физиологическим свойствам и паттерну экспрессии генов, связанных с дофаминовой передачей, выделена группа клеток, близкая к нейронам мезостриарной системы; эти нейроны проецируются преимущественно в латеральную часть "оболочки" (shell) ПЯ [47].
Действие ДА в проекционных структурах опосредуется по крайней мере пятью различными типами рецепторов. Два подтипа рецепторов, принадлежащих к семейству D1 рецепторов (D1 и D5), сопряжены с G-белком Gs и активируют аденилатциклазу. Остальные рецепторы принадлежат к семейству D2-подобных рецепторов (D2, D3 и D4) и относятся к типу сопряженных с G-белком ре-
цепторов, тормозящих аденилатциклазу и активирующих калиевые каналы [56]. Dl-рецеп-торы являются самыми распространенными сре
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.