В течение десятилетий нейробиологи пытались понять, как одно и то же химическое вещество — дофамин — может одновременно выполнять две совершенно разные функции: подкрепление обучения, основанного на вознаграждении, и активизацию физических движений. Новое новаторское исследование нейробиологов Нью-Йоркского университета под руководством профессора Кристин Константинополь наконец-то выявило этот механизм: точное время высвобождения другого нейромедиатора, ацетилхолина.
Исследователи наблюдали за активностью мозга крыс во время выполнения задач, связанных с принятием решений. Они обнаружили, что когда дофамин высвобождается при снижении уровня ацетилхолина, мозг фокусируется на обучении. И наоборот, если высвобождение дофамина совпадает с внезапным всплеском ацетилхолина, это стимулирует интенсивность движений. Это критическое взаимодействие происходит в течение всего лишь десятков миллисекунд — буквально быстрее, чем моргание глазом.
Это открытие решает одну из самых больших загадок в исследованиях дофамина, объясняя, как одно и то же химическое вещество может отвечать как за когнитивные процессы, такие как обучение вознаграждению, так и за физический контроль моторики. Взаимосвязь подобна динамике «качелей»: обучение усиливается, когда уровень дофамина повышается при падении ацетилхолина; движение же усиливается, когда оба уровня повышаются одновременно.
Последствия для понимания и лечения неврологических расстройств значительны. Такие состояния, как болезнь Паркинсона (характеризующаяся потерей моторного контроля) и шизофрения (связанная с измененным обучением и восприятием), могут быть вызваны нарушением этого специфического, с точностью до миллисекунд, механизма синхронизации. Лучшее понимание того, как дофамин и ацетилхолин координируют различные аспекты поведения, обещает раскрыть новые, более целенаправленные терапевтические подходы к этим изнурительным расстройствам.
