ระบบให้รางวัลและวิถีโดปามีน

ระบบให้รางวัลของสมองคือเครือข่ายที่กำหนดคุณค่าให้กับสิ่งเร้าและเสริมพฤติกรรมที่นำไปสู่สิ่งเหล่านั้น แกนหลักของระบบนี้คือวิถีโดปามีนมีโซลิมบิก ซึ่งทอดยาวจากบริเวณเทกเมนตัมส่วนท้อง (ventral tegmental area) ไปยังนิวเคลียส แอคคัมเบนส์ (nucleus accumbens) ยาเสพติดจะกระตุ้นวิถีนี้อย่างรุนแรงและโดยตรง ทำให้วิถีนี้เป็นหัวใจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดสารเสพติดจึงให้ผลเป็นการเสริมแรง

Definition

ระบบให้รางวัลคือชุดของวงจรสมอง ซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่เซลล์ประสาทโดปามีนในบริเวณเทกเมนตัมส่วนท้องที่ส่งกระแสประสาทไปยังนิวเคลียส แอคคัมเบนส์ และสมองส่วนหน้า (prefrontal cortex) ซึ่งทำหน้าที่เข้ารหัสคุณค่าของสิ่งเร้าที่ให้รางวัลและเสริมพฤติกรรมที่นำไปสู่สิ่งเหล่านั้น

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมกายวิภาคของวิถีโดปามีนมีโซลิมบิกและมีโซคอร์ติคัล บทบาทของโดปามีนในการทำนายรางวัลและการเรียนรู้แบบเสริมแรง ความแตกต่างระหว่างการ 'ชอบ' (liking) และการ 'ต้องการ' (wanting) รางวัล และวิธีการที่ยาเสพติดเข้าไปเกี่ยวข้องกับวิถีเหล่านี้ หัวข้อนี้ถือว่าระบบให้รางวัลเป็นรากฐานเชิงกลไกของการเสพติด ไม่ใช่แนวทางทางคลินิก

Core questions

• การส่งสัญญาณโดปามีนเข้ารหัสรางวัลและการทำนายรางวัลได้อย่างไร?
• วิถีทางกายวิภาคใดบ้างที่ประกอบกันเป็นวงจรให้รางวัลของสมอง?
• ยาเสพติดกระตุ้นระบบโดปามีนมีโซลิมบิกได้อย่างไร?
• ความแตกต่างระหว่าง 'ความต้องการ' และ 'ความชอบ' ในระดับเซลล์ประสาทคืออะไร?

Key concepts

• บริเวณเทกเมนตัมส่วนท้อง (VTA)
• นิวเคลียส แอคคัมเบนส์
• วิถีมีโซลิมบิกและมีโซคอร์ติคัล
• การส่งสัญญาณโดปามีนแบบเฟสิกและโทนิก
• การเสริมแรงและความเด่นของสิ่งจูงใจ
• ทฤษฎีโดปามีนของการเสพติด

Key theories

สมมติฐานข้อผิดพลาดในการทำนายรางวัล

เซลล์ประสาทโดปามีนในสมองส่วนกลางส่งสัญญาณความแตกต่างระหว่างรางวัลที่คาดหวังกับรางวัลที่ได้รับ—โดยจะทำงานเมื่อได้รับรางวัลที่ไม่คาดคิดและเมื่อมีสัญญาณที่ทำนายรางวัล—ซึ่งเป็นสัญญาณการสอนสำหรับการเรียนรู้แบบเสริมแรงที่ช่วยอธิบายว่าเหตุใดสัญญาณยาเสพติดจึงได้รับพลังจูงใจ

ความเด่นของสิ่งจูงใจ (ความต้องการเทียบกับความชอบ)

Berridge และคณะแยกความแตกต่างระหว่างผลกระทบทางความสุขของรางวัล ('ความชอบ') กับแรงจูงใจที่ได้รับ ('ความต้องการ') โดยให้เหตุผลว่าโดปามีนเป็นตัวกลางหลักของความต้องการ; การไวต่อการกระตุ้นของความต้องการอาจกระตุ้นความอยากได้แม้ว่าความสุขจากการใช้ยาจะลดลงก็ตาม

Mechanisms

เซลล์ประสาทโดปามีนในบริเวณเทกเมนตัมส่วนท้องจะส่งกระแสประสาทไปยังนิวเคลียส แอคคัมเบนส์, สมองส่วนหน้า และเป้าหมายลิมบิกอื่นๆ ตามคำอธิบายของ Schultz เซลล์ประสาทเหล่านี้จะทำงานตอบสนองต่อรางวัลที่ไม่คาดคิดและต่อสัญญาณที่ทำนายรางวัล โดยเข้ารหัสข้อผิดพลาดในการทำนายรางวัล (reward prediction error) ซึ่งกระตุ้นการเรียนรู้ ยาเสพติดส่วนใหญ่จะเพิ่มระดับโดปามีนในนิวเคลียส แอคคัมเบนส์—ไม่ว่าจะโดยตรงหรือโดยอ้อม—ในระดับที่สูงกว่าที่เกิดจากรางวัลตามธรรมชาติมาก ซึ่งเป็นการเสริมแรงการใช้ยาอย่างรุนแรงและสร้างความเชื่อมโยงระหว่างสัญญาณยาเสพติดกับผลกระทบของยาเสพติด เมื่อเวลาผ่านไป ทฤษฎีความเด่นของสิ่งจูงใจ (incentive-salience theory) ระบุว่า 'ความต้องการ' ที่เกิดจากสัญญาณยาเสพติดอาจไวต่อการกระตุ้นมากขึ้น แม้ว่า 'ความชอบ' (hedonic 'liking') จะลดลงก็ตาม มุมมองที่ว่าโดปามีนเท่ากับความสุขได้ถูกปรับปรุงใหม่: โดปามีนถูกเข้าใจได้ดีขึ้นว่าเป็นสัญญาณสำหรับการทำนาย แรงจูงใจ และการเรียนรู้ มากกว่าความสุขในตัวมันเอง

Clinical relevance

วงจรให้รางวัลเป็นเป้าหมายเชิงแนวคิดสำหรับการทำความเข้าใจว่าเหตุใดสารเสพติดจึงให้ผลเป็นการเสริมแรง และเหตุใดสัญญาณยาเสพติดจึงกระตุ้นความอยาก ซึ่งเป็นข้อมูลที่สนับสนุนเหตุผลเบื้องหลังกลยุทธ์การรักษาและการวิจัยหลายอย่าง บทความนี้อธิบายกลไกเพื่อการศึกษาและไม่ได้มุ่งหมายเพื่อชี้นำการดูแลบุคคลใดๆ

History

การค้นพบในปี 1950 ว่าสัตว์สามารถทำงานเพื่อกระตุ้นไฟฟ้าในบางตำแหน่งของสมองได้เปิดการศึกษาเรื่องรางวัล และระบบโดปามีนมีโซลิมบิกก็ถูกระบุว่าเป็นพื้นฐานร่วมของการเสริมแรงอย่างต่อเนื่อง งานของ Roy Wise เชื่อมโยงโดปามีนเข้ากับรางวัลจากยาเสพติด การบันทึกของ Wolfram Schultz ในทศวรรษ 1990 ได้ปรับเปลี่ยนความเข้าใจเกี่ยวกับโดปามีนว่าเป็นสัญญาณข้อผิดพลาดในการทำนายรางวัล และงานวิจัยในภายหลังได้ปรับปรุงทฤษฎีโดปามีนและแยกรางวัลออกเป็นองค์ประกอบที่แยกกันได้คือ 'ความต้องการ' และ 'ความชอบ'

Debates

โดปามีนเข้ารหัสความสุขหรือการทำนายและแรงจูงใจ?

มุมมองแรกเริ่มที่ว่า 'โดปามีน = ความสุข' ได้ถูกแทนที่ด้วยคำอธิบายที่ว่าโดปามีนส่งสัญญาณข้อผิดพลาดในการทำนายรางวัลและความเด่นของสิ่งจูงใจมากกว่าความสุขทางอารมณ์ในตัวมันเอง ซึ่งเป็นการปรับเปลี่ยนความเข้าใจเกี่ยวกับความอยากและการกลับไปใช้ยาซ้ำ

Key figures

• Wolfram Schultz
• Roy Wise
• Kent Berridge
• Marisela Morales
• David Nutt

Seminal works

• schultz-1997
• wise-2004
• berridge-kringelbach-2015

Frequently asked questions

วิถีโดปามีนมีโซลิมบิกคืออะไร?

เป็นการส่งกระแสประสาทของเซลล์ประสาทที่ผลิตโดปามีนจากบริเวณเทกเมนตัมส่วนท้องไปยังนิวเคลียส แอคคัมเบนส์ และบริเวณลิมบิกที่เกี่ยวข้อง; เป็นวิถีให้รางวัลหลักที่ยาเสพติดส่วนใหญ่กระตุ้น

โดปามีนทำให้เกิดความสุขหรือไม่?

หลักฐานปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าโดปามีนส่งสัญญาณการทำนายรางวัลและแรงจูงใจ ('ความต้องการ') มากกว่าความสุขทางอารมณ์ ('ความชอบ') ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมความอยากจึงยังคงอยู่ได้แม้ว่าการใช้ยาจะให้ความสุขน้อยลงก็ตาม