20/10-10   -   Pressemeddelelse

Forskere sætter dopamin på formel

Det er lykkedes et tværfagligt forskerteam fra Københavns Universitet at opstille en model for, hvordan hjernen frigiver det vigtige signalstof dopamin. Modellen vil være et vigtigt redskab til at forstå, hvordan vi lærer og hvordan hjernen opfatter belønning og straf. Modellen er netop offentliggjort som forsidehistorie i det videnskabelige tidsskrift Journal of Neuroscience.

Hjernens dopamin er med i en lang række processer, hvor det er med til at styre vores adfærd. Hvis en handling udløser stoffet er vi tilbøjelige til at gentage den. Det gælder både at spise, dyrke sex eller vinde konkurrencer, men også at tage et skadeligt narkotisk stof.

Forskere mener, at sindslidelser som skizofreni kan skyldes, at dopaminsystemet er i uorden. Forskerteamet bag den nye model har som mål, at modellen skal bruges til at forstå processer involveret i stofmisbrug og i behandlingen af skizofreni.

Læring og belønning
Hvis en handling har et udfald, der er bedre end forventet, udløser hjernen kortvarigt mere dopamin. Hvis udfaldet omvendt er uforudset negativt, bremser hjernen kortvarigt udskillelsen af dopamin. Også her vil vi søge at gentage handlinger, der tidligere har givet højt dopaminniveau og undgå dem, der har givet lavt.

- Derfor betragter mange dopamin som et indlæringssignal, siger postdoc Jakob Kisbye Dreyer fra Institut for Neurovidenskab og Farmakologi på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, der har været med til at opstille modellen.

- Andre har ment, at dopaminsystemet umuligt kan reagere hurtigt nok til at være del af indlæringssystemet. Når vi lærer noget, kan det sket på et splitsekund, mens en dopamin-udløsende celle har langsom aktivitet. Betragter du et langsomt blinkende fyrtårn, kan det være helt slukket en tid, før du rent faktisk opdager det. Argumentet mod dopamin som læringsstof har derfor været, at pauserne i de dopamin-producerende hjernecellers aktivitet ved negativ feedback er for langsomme til, at hjernen fatter sammenhængen. Vores model viser, at det samlede signal fra mange celler reagerer hurtigt nok til at fungere under indlæring, forklarer Jakob Kisbye Dreyer.

Matematisk tilgang til hjernen
Hjerneforskningen har den store udfordring, at det er svært at studere den levende, aktive hjerne hos et menneske.

- Teoretisk neurovidenskab kan ofte blive meget kompliceret. Hvis vi forsøger at forklare hele den måde, hjernen virker på, ender vi med så avancerede modeller, at de stort set er umulige at efterprøve eksperimentelt. Derfor tog vi en helt konkret problemstilling - dopaminsystemet under indlæring - og udviklede en matematisk tilgang til den. Det gav solide forudsigelser, som vil blive afprøvet eksperimentelt, forklarer Jakob Kisbye Dreyer.

Modellens forudsigelser passer med observationer i dyremodeller, og er et unikt tværfagligt samarbejde, der både involverer fysik, matematik og neurobiologi.

- Der er overraskende stor forskel på tænkemåderne inden for de forskellige grene af naturvidenskaben. Vores arbejde - og modellen - har kun været mulig, fordi jeg som fysiker har arbejdet direkte i det faglige miljø på Institut for Neurovidenskab og Farmakologi på Købanhavns Universitet. Når vi er 100 procent sikre på, at modellen er korrekt, kan vi begynde at arbejde med den i forbindelse med andre dopamin-relaterede sygdomme, som for eksempel narko-afhængighed og skizofreni, fortæller Jakob Kisbye Dreyer.

Modellen er den 19. oktober kl. 23.00 offentliggjort som forsidehistorie i det videnskabelige tidsskrift Journal of Neuroscience. Jakob Kisbye Dreyer har skrevet artiklen sammen med Rune Berg og Jørn Hounsgaard fra Institut for Neurovidenskab og Farmakologi samt Kjartan Herrik fra Lundbecks Afdeling for Neurofysiologi.

Relevant information

http://www.ku.dk