Come funziona la dopamina

È probabile che tu abbia sentito parlare del neurotrasmettitore dopamina, che sembra ottenere la stessa clamorosa copertura mediatica di molte celebrità di Hollywood. In decine di articoli su Internet, la dopamina è descritta come la salsa segreta per il comportamento scorretto umano - la cosa che presumibilmente ci fa desiderare di tutto, dal sesso al cioccolato alle scommesse di denaro che non possiamo permetterci di perdere nel blackjack. Se credi al clamore, è anche ciò che ci fa controllare Facebook ogni 20 minuti e sederci sul divano per ore a uccidere zombi in un videogioco. La dopamina è spesso collegata a dipendenza, alcolismo, lussuria sessuale, comportamento compulsivo e pericolosa assunzione di rischi.

Come si è lamentato una volta il giornalista scientifico britannico Vaughn Bell, la semplice menzione della dopamina tende a far sembrare qualcosa un vizio scientificamente provato. "Se non sei d'accordo con qualcosa, dì semplicemente che rilascia dopamina e implica che deve essere pericolosamente avvincente", ha scritto , definendo la dopamina la Kim Kardashian dei neurotrasmettitori, per il suo "richiamo immediato alle segnalazioni svogliate".

In verità, però, la dopamina è semplicemente una sostanza chimica che consente ai segnali di passare attraverso le sinapsi, gli spazi tra i neuroni. In questo modo, consente alle reti composte da un vasto numero di neuroni di svolgere il proprio lavoro [fonte: Brookshire ]. Tutto questo è in realtà molto più complicato, di cui parleremo più avanti.

Allora perché la dopamina ha una reputazione così scandalosa? È perché la segnalazione della dopamina è un attore chiave nel sistema di ricompensa del cervello, che ci influenza a fare cose che ci fanno sentire piacevoli e a farle ancora e ancora. Ma questa è solo una delle numerose funzioni che la dopamina svolge nel nostro corpo. È anche vitale per processi importanti come il controllo motorio, l'apprendimento e la memoria. I malfunzionamenti nel cablaggio che utilizza la dopamina sembrano svolgere un ruolo in numerosi disturbi, tra cui il Parkinson e la schizofrenia [fonte: Jiang ].

In questo articolo spiegheremo cos'è la dopamina e come funziona nel nostro cervello e nel nostro corpo. Spiegheremo anche cosa non è la dopamina e cercheremo di sfatare alcuni dei miti che sono sorti intorno alla sostanza chimica.

1. La scienza della dopamina
2. Come funziona la dopamina nel corpo umano?
3. In che modo la dopamina è correlata al piacere?
4. La dopamina gioca un ruolo nella dipendenza?
5. La dopamina è collegata all'assunzione di rischi?

Come abbiamo spiegato in precedenza, la dopamina è una delle oltre 100 sostanze chimiche note come neurotrasmettitori, che consentono ai neuroni del cervello di comunicare tra loro e di gestire tutto ciò che accade nel nostro corpo [fonte: Purves et al .].

Come tutti i neurotrasmettitori, la dopamina attraversa un ciclo, che inizia con la sua sintesi da parte di un neurone (chiamato cellula presinaptica ). Quella cellula rilascia la dopamina e fluttua nella sinapsi, il divario tra i neuroni , quindi entra in contatto e si lega con strutture chiamate recettori sull'altro neurone, che quindi trasmettono il segnale al secondo neurone. Dopo che la dopamina ha compiuto la sua missione, viene rapidamente rimossa e si degrada. Gli effetti della dopamina sul cervello dipendono molto da quali neuroni sono coinvolti e da quali recettori legano la dopamina [fonti: Brookshire , Purves et al .].

Con il passare delle molecole, la dopamina è abbastanza compatta, composta da soli 22 atomi. Solo una piccola porzione dei circa 100 miliardi di neuroni del cervello - appena 20.000 - genera dopamina, la maggior parte dei quali nelle strutture del mesencefalo come la substantia nigra , che aiuta a controllare il movimento, e la corteccia prefrontale [fonti: Angier , Deans ].

Quei neuroni specializzati producono la dopamina prendendo da parte un ammino chiamato tirosina e combinandolo con un enzima, la tirosina idrossilasi . Aggiungi un altro passaggio alla reazione chimica e otterrai un neurotrasmettitore diverso, la noradrenalina [fonte: Deans ].

In termini di storia evolutiva, la dopamina esiste da molto tempo e si trova negli animali dalle lucertole agli umani. Ma le persone hanno molta dopamina e nel tempo sembra che ci siamo evoluti per produrla sempre di più, forse perché ci aiuta a essere aggressivi e competitivi. Come ha scritto la psichiatra evoluzionista Emily Deans nel 2011 , "la dopamina è ciò che ha reso gli esseri umani così di successo". I ricercatori hanno scoperto che gli esseri umani hanno circa tre volte più neuroni produttori di dopamina rispetto ad altri primati [fonte: Parkin ].

Misurazione della dopamina

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno sviluppato minuscole sonde - solo 10 micron di diametro - che possono essere impiantate nel cervello degli animali per monitorare la dopamina. Poiché sono così piccoli, non causano la formazione di tessuto cicatriziale e possono funzionare per più di un anno [fonte: Trafton ].

La funzione della dopamina al livello più elementare è quella di consentire ai segnali di passare attraverso le sinapsi da un neurone all'altro. Ma questa è la vista di alto livello. Più da vicino, le reti che utilizzano la dopamina sono composte da un vasto numero di neuroni e gli effetti del rilascio della dopamina possono variare, a seconda dei tipi di neuroni coinvolti e di quale dei cinque diversi tipi di recettori utilizza la dopamina per connettere i neuroni. . Anche il ruolo particolare svolto dai neuroni può essere un fattore [fonte: Brookshire ].

Gli effetti della dopamina dipendono da quale dei quattro percorsi viene utilizzato nel cervello e nel corpo dove sta lavorando per facilitare la comunicazione. Il primo è il tratto nigrostriatale , che ha a che fare con il controllo motorio nel corpo. Quando i neuroni in quel sistema smettono di funzionare, possono portare a disturbi come il Parkinson.

Un altro è il percorso mesocorticale , che va dall'area tegmentale ventrale alla corteccia frontale dorsolaterale nel cervello. È il percorso associato alla pianificazione, definizione delle priorità, responsabilità e altre attività della funzione esecutiva.

C'è anche il percorso tuberoinfundibolare , che collega l'ipotalamo e la ghiandola pituitaria e blocca la secrezione di latte nel seno femminile. Il blocco di questa via della dopamina consente l'allattamento al seno.

Infine, c'è il percorso mesolimbico , che è collegato al sistema limbico del cervello, che controlla la ricompensa e l'emozione, e include l' ippocampo e la corteccia frontale mediale. Questo è il percorso che riceve più attenzione, poiché è collegato a problemi come la dipendenza [fonte: Deans ].

La dopamina svolge un ruolo nella funzione renale e cardiaca, nella nausea e persino nella psicosi. Molti trattamenti per la schizofrenia prendono di mira la dopamina [fonte: Brookshire ].

Fino a poco tempo, non si sapeva molto sui meccanismi precisi con cui i neuroni usano la dopamina. Si pensava che avvenisse principalmente attraverso qualcosa chiamato trasmissione di volume , in cui la dopamina si diffondeva lentamente e in modo non specifico in ampie aree del cervello e nel processo avveniva per stabilire i giusti contatti con determinati neuroni. Ma nel 2018, i ricercatori medici dell'Università di Harvard hanno pubblicato un documento che rivelava che siti specializzati su quelle cellule rilasciano dopamina in modo estremamente veloce - pensa in millisecondi - e in modo preciso ai siti target [fonte: Jiang ].

Ma tutto ciò probabilmente ti sembra brutto, quindi nella prossima sezione, torniamo al ruolo della dopamina nel sistema di ricompensa del cervello e nel piacere.

I primi esperimenti che coinvolgono la funzione della dopamina furono eseguiti negli anni '50 e '60 da un ricercatore di nome James Olds, che scoprì che quando il cervello dei ratti riceveva una scossa di stimolazione elettrica in una certa area, continuava a eseguire un'azione come strattonare un leva più e più volte [fonte: Chen ].

Poiché la dopamina ha svolto un ruolo nella trasmissione dei segnali, gli scienziati inizialmente sospettavano che avesse qualcosa a che fare con il piacere . Le persone con depressione clinica tendono ad avere bassi livelli di dopamina nel cervello, il che ha portato i ricercatori a ipotizzare che bassi livelli di dopamina inducessero una persona a provare meno piacere.

Quell'idea continua a rimbalzare sui media popolari, perché sembra avere un buon senso. Ma alla fine degli anni '80, era stato smentito dalla ricerca. Negli esperimenti, gli animali le cui cellule dopaminergiche erano state uccise dai farmaci sembravano ancora godere del sapore dello zucchero quando veniva spruzzato in bocca, come evidenziato dalle loro espressioni facciali. Ma non cercheranno altri gusti dello zucchero [fonte: Chen ].

Sebbene la dopamina non causi piacere, influenza il modo in cui il piacere influisce sul cervello. Ma ci sono diversi punti di vista su come lo realizza. Una scuola di pensiero è che la più grande influenza della dopamina è il rafforzamento del piacere, in modo che il cervello sviluppi l'aspettativa di sperimentare quel risultato dall'azione [fonte: Chen ]. La ricerca sui giocatori d'azzardo, ad esempio, ha dimostrato che il loro cervello sperimenta tanta attività della dopamina quando si avvicinano alla vittoria rispetto a quando vincono effettivamente. È quasi come se la sostanza chimica li spingesse a proseguire, dicendo loro che vinceranno la prossima volta (anche se non l'hanno fatto l'ultima volta) [fonte: Chase e Clark ].

Un altro punto di vista è che la dopamina aiuta semplicemente il cervello a sentirsi più motivato a fare qualcosa in modo che il corpo si senta abbastanza energico da tirare quella leva ancora e ancora [fonti: Chen , Salamone e Correa ].

La dopamina non costringe qualcuno a infilarsi un ago nel braccio, fumare metanfetamine o prendere un colpo da una pipa da crack , né crea il piacere che un tossicodipendente prova quando si sazia. Ma la dopamina svolge un ruolo nell'abuso di droghe e nella dipendenza, rafforzando gli effetti dell'uso di tali droghe.

Quando una persona si ubriaca, provoca un aumento della produzione di dopamina nei neuroni dello striato, compreso il nucleo accumbens, strutture che fanno parte della rete di ricompensa del cervello. Questo aumento della sostanza chimica consente ai neuroni di stabilire più connessioni e gioca un ruolo importante nella programmazione del cervello per collegare le droghe con piacere, in modo che sviluppi l'aspettativa di una ricompensa e la motivazione per prenderle di nuovo [fonte: Volkow, Fowler e Wang , et al .].

"Grandi ondate di dopamina insegnano al cervello a cercare farmaci a scapito di altri obiettivi e attività più salutari", avverte un articolo sul sito web del National Institute on Drug Abuse .

Ma mentre la dopamina aumenta quando qualcuno usa determinati farmaci, non tutti coloro che sperimentano quell'ondata diventano necessariamente dipendenti . Invece, gli scienziati ritengono che la dopamina agisca in combinazione con una serie di altre influenze genetiche, evolutive e / o ambientali per programmare il cervello di alcune persone a sviluppare una compulsione ad assumere quei farmaci. Studi di imaging, ad esempio, hanno scoperto che le persone che si trasformano in tossicodipendenti possono già avere differenze nei circuiti della dopamina che le rendono più vulnerabili all'aggancio [fonte: Volkow, Fowler e Wang, et al .].

La dopamina prodotta dall'uso di droghe è molto più intensa e duratura della risposta della dopamina da qualcosa come mangiare o un'altra normale attività. Inoltre, a differenza del mangiare, la risposta della dopamina dai farmaci non si ferma quando l'atto è finito. Il trabocco di dopamina è ciò che produce lo sballo.

Quando un tossicodipendente usa droghe ripetutamente, il suo cervello cambia in risposta. Cerca di compensare l'aumento della produzione di dopamina spegnendo alcuni dei suoi recettori della dopamina. Ma questo non fa che aggravare la situazione. Il cervello è ancora programmato per desiderare il piacere che i farmaci hanno creato, quindi un tossicodipendente deve usare sempre più droga per replicare l'effetto. Inoltre, spegnere i recettori della dopamina riduce la quantità di piacere che un tossicodipendente ottiene da qualsiasi attività, non solo dall'assunzione di droghe, una condizione chiamata anedonia . Ciò può anche spingere una persona a sparare più eroina o fumare sempre più metanfetamina, perché nient'altro si sente più bene.

Infine, avere meno recettori della dopamina è associato ad un aumento dell'impulsività, che può portare un tossicodipendente a impegnarsi in comportamenti sempre più spericolati alla ricerca di uno sballo [fonte: Butler Center ].

Non tutto il piacere crea dipendenza

In un saggio del New York Times del 2017, due professori di psicologia hanno notato che mentre le attività piacevoli stimolano la produzione di dopamina, la quantità rilasciata varia enormemente a seconda dell'attività. Giocare a un videogioco, hanno detto, rilascia tanta dopamina quanto mangiare una fetta di pizza, mentre l'uso di un farmaco come la metanfetamina ne provoca il rilascio 10 volte maggiore. Hanno citato uno studio pubblicato sull'American Journal of Psychiatry, che ha rilevato che al massimo l'1% dei giocatori di videogiochi potrebbe mostrare caratteristiche di dipendenza [fonte: Ferguson e Markey ].

Proprio come la dopamina svolge un ruolo nella tossicodipendenza, può anche aiutare a cablare il cervello di una persona per impegnarsi in altri tipi di comportamenti rischiosi, come il gioco d'azzardo , sport pericolosi e sesso promiscuo. E alcune persone sembrano essere naturalmente predisposte a correre questo tipo di rischio.

Il motivo è che i neuroni produttori di dopamina hanno strutture chiamate autorecettori, che aiutano a limitare il rilascio di dopamina quando quelle cellule vengono stimolate. In uno studio pubblicato nel 2008, il ricercatore della Vanderbilt University David Zald e colleghi hanno scoperto che le persone che hanno un'elevata tolleranza all'assunzione di rischi tendono ad avere meno di questi autorecettori, mentre le persone che rifuggono da tutto ciò che potrebbe sembrare pericoloso tendono ad averne di più. Ciò significa che gli amanti del rischio tendono ad avere maggiori quantità di dopamina rilasciate nel loro cervello.

"Meno autorecettori della dopamina disponibili un individuo ha, meno sono in grado di regolare la quantità di dopamina che viene rilasciata quando queste cellule sono impegnate", ha spiegato Zald in un comunicato stampa di Vanderbilt del 2008 . "Per questo motivo, la novità e altre esperienze potenzialmente gratificanti che normalmente inducono il rilascio di dopamina produrranno un maggiore rilascio di dopamina in questi individui".

E avere alti livelli di dopamina può stimolare comportamenti a rischio . Uno studio pubblicato dai ricercatori dell'University College di Londra nel 2015 ha scoperto che i soggetti il ​​cui livello di dopamina è stato potenziato con i farmaci più spesso hanno scelto opzioni rischiose che comportano potenziali guadagni negli esperimenti, sebbene lo stesso effetto non sia stato visto quando le opzioni rischiose hanno comportato potenziali perdite. I ricercatori hanno notato che il loro lavoro ha identificato un'influenza sul processo decisionale e sulle emozioni che era distinta dal ruolo stabilito della dopamina nell'allenamento del sistema di ricompensa [fonte: Rutledge, Skandali, Dayan e Dolan ].

Il ruolo della dopamina nell'evitamento

Mentre la dopamina è stata a lungo associata alla brama di piacere, un recente lavoro dei ricercatori della University of Maryland School of Medicine mostra che fa anche sì che gli animali - e, presumibilmente, gli esseri umani - evitino situazioni e stimoli spiacevoli o dolorosi [fonte: ScienceDaily ].

Nota dell'autore: come funziona la dopamina

La dopamina era un argomento interessante per me da ricercare, perché è diventata una parola d'ordine nella cultura popolare. Penso che sia un ottimo esempio di come possiamo attaccarci a un concetto scientifico e usarlo per confermare il nostro pregiudizio, senza capirlo davvero in primo luogo.

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Fonti