ドーパミンの仕組み

おそらく、 神経伝達物質ドーパミンについて聞いたことがあるでしょう。ドーパミンは、多くのハリウッドセレブと同じくらいセンセーショナルなメディアで取り上げられているようです。インターネット上の多数の記事で、ドーパミンは人間の不正行為の秘密のソースとして描かれています。ドーパミンは、セックスからチョコレート、ブラックジャックで失うわけにはいかない賭け金に至るまで、あらゆるものを渇望させるものだと考えられています。この誇大広告を信じるのであれば、私たちが 20 分ごとに Facebook をチェックしたり、何時間もソファに座ってビデオ ゲームでゾンビを倒したりするのもこのせいなのです。ドーパミンは、依存症、アルコール依存症、性的欲望、強迫的行動、危険なリスクを取ることと関連していることがよくあります。

英国の科学ジャーナリスト、ヴォーン・ベルがかつて不満を漏らしたように、ドーパミンについて言及するだけで、何かが科学的に証明された悪徳のように聞こえる傾向がある。「何かに同意できない場合は、それがドーパミンを放出すると言って、それが危険な中毒性があるに違いないとほのめかしてください」とドーパミンを批判しています神経伝達物質の研究者キム・カーダシアン、「無気力な報道に対する即座の訴え」で。

しかし実際には、ドーパミンは単に信号がニューロン間の空間であるシナプスを通過できるようにする化学物質です。そうすることで、膨大な数のニューロンで構成されるネットワークが仕事をできるようになります [出典: ]。これらすべては実際にはもっと複雑ですが、これについては後ほど説明します。

では、なぜドーパミンにはこれほどスキャンダラスな評判があるのでしょうか?それは、ドーパミンシグナル伝達が脳の報酬系の重要な役割を担っており、それが私たちが楽しいと感じることをしたり、それを繰り返したりすることに影響を与えるからです。しかし、それはドーパミンが私たちの体内で果たす数多くの機能のうちの 1 つにすぎません。また、運動制御、学習、記憶などの重要なプロセスにも不可欠です。ドーパミンを使用する配線の機能不全は、パーキンソン病や統合失調症を含む多くの疾患に関与しているようです[出典: ]。

この記事では、ドーパミンとは何なのか、そしてドーパミンが私たちの脳や体の中でどのように作用するのかについて説明します。また、ドーパミンとは何なのかについても説明し、この化学物質に関して生じた誤解の一部を払拭していきます。

ドーパミンの科学

以前説明したように、ドーパミンは神経伝達物質として知られる 100 以上の化学物質の 1 つであり、これにより脳内のニューロンが互いに通信し、体内で起こるすべてのことを管理できるようになります [出典: .]。

すべての神経伝達物質と同様に、ドーパミンもサイクルを経て、ニューロン (シナプス前細胞と呼ばれる) によって合成されることから始まります。その細胞はドーパミンを放出し、ドーパミンはニューロン間の隙間であるシナプスに浮かび上がり、他のニューロン上の受容体と呼ばれる構造と接触して結合し、信号を2番目のニューロンに伝達します。ドーパミンはその使命を果たした後、急速に除去されて分解されます。脳に対するドーパミンの影響は、どのニューロンが関与しているか、またどの受容体がドーパミンに結合しているかによって大きく異なります [出典: 、 .]。

ドーパミンは分子としては非常にコンパクトで、わずか 22 個の原子で構成されています。脳の 1,000 億個ほどのニューロンのうちドーパミンを生成するのはごく一部 (わずか 20,000 個) だけで、そのほとんどは運動の制御に役立つ黒質や前頭前皮質などの中脳構造にあります。

これらの特殊なニューロンは、チロシンと呼ばれるアミノ基を取り、それを酵素であるチロシンヒドロキシラーゼと結合させることによってドーパミンを生成します。化学反応にもう 1 つのステップを追加すると、別の神経伝達物質であるノルアドレナリンが生成されます [出典: ]。

進化の歴史の観点から見ると、ドーパミンは古くから存在しており、トカゲから人間に至るまでの動物に存在しています。しかし、人々はドーパミンを大量に持っており、時間の経過とともに、ドーパミンをより多く生成するように進化したようです。おそらくドーパミンが攻撃的で競争力を高めるのに役立つからでしょう。進化精神科医として、「人間をこれほど成功させたのはドーパミンである」と述べています。研究者らは、人間には他の霊長類の約3倍のドーパミン生成ニューロンがあることを発見しました[出典: ]。

ドーパミンは人間の体内でどのように働くのでしょうか?

最も基本的なレベルでのドーパミンの機能は、信号が 1 つのニューロンから別のニューロンにシナプスを通過できるようにすることです。しかし、それは高レベルの見方です。さらに詳しく見ると、ドーパミンを使用するネットワークは膨大な数のニューロンで構成されており、ドーパミン放出の効果は、関与するニューロンの種類と、ニューロンを接続するためにドーパミンを使用する 5 つの異なる種類の受容体に応じて異なります。 。ニューロンが果たしている特定の役割も要因となる可能性があります [出典: ]。

ドーパミンの効果は、4 つの経路のうちどの経路が脳と身体で使用され、コミュニケーションを促進するかによって異なります。 1 つ目は黒質線条体管で、体内の運動制御に関係します。そのシステムのニューロンが機能しなくなると、パーキンソン病などの疾患を引き起こす可能性があります。

もう1つは中皮質経路であり、脳の腹側被蓋野から背外側前頭皮質まで延びています。これは、計画、優先順位付け、責任、その他の実行機能活動に関連する経路です。

また、視床下部と下垂体を接続し、女性の乳房での乳汁の分泌をブロックする管漏斗経路もあります。このドーパミン経路をブロックすると、母乳育児が可能になります。

最後に、中脳辺縁系経路があります。これは、報酬と感情を制御する脳の大脳辺縁系に接続されており、海馬と内側前頭皮質が含まれます。これは依存症などの問題に関連しているため、最も注目を集めている経路です[出典: ]。

ドーパミンは、腎臓や心臓の機能、 吐き気、さらには精神病にも関与します。統合失調症の治療法の多くはドーパミンを標的としています [出典: ]。

最近まで、ニューロンがドーパミンを使用する正確なメカニズムについてはあまり知られていませんでした。それは主に、ドーパミンが脳の広い領域にゆっくりと非特異的に広がり、その過程でたまたま特定のニューロンと適切な接触を行う、いわゆる体積伝達によって行われると考えられていました。しかし、2018年にハーバード大学の医学研究者らは、これらの細胞の特殊な部位がドーパミンを非常に速く（数ミリ秒と考えてください）、標的部位に正確に放出することを明らかにした論文を発表しました[出典: ]。

しかし、あなたにはおそらくこれらすべてが無意味に思われるでしょう。そこで、次のセクションでは、脳の報酬系と快楽におけるドーパミンの役割に戻りましょう。

ドーパミンは快感とどのように関係しているのでしょうか？

ドーパミン機能に関する最も初期の実験は、1950年代と1960年代にジェームズ・オールズという名前の研究者によって行われた。彼は、ラットの脳が特定の領域に電気刺激を受けると、ラットが頭を引っ張るような動作をし続けることを発見した。レバーを何度も繰り返します [出典: ]。

ドーパミンは信号を伝達する役割を果たしていたため、科学者たちは当初、ドーパミンが快楽と何らかの関係があるのではないかと疑っていました。臨床的うつ病を持つ人々は脳内のドーパミンレベルが低い傾向があり、研究者らはドーパミンレベルが低いと人が経験する喜びが少ないのではないかという仮説を立てました。

この考えは理にかなっていると思われるため、人気のあるメディアで頻繁に話題になり続けています。しかし、1980年代後半までに、それは研究によって反証されました。実験では、薬物によってドーパミン細胞が死滅した動物は、顔の表情から明らかなように、口の中に砂糖を吹き込まれたときに依然としてその味を楽しんでいるように見えました。しかし、彼らは砂糖のさらなる味を求めようとはしません[出典: ]。

ドーパミンは快感を引き起こしませんが、快感が脳に与える影響には影響を与えます。しかし、それがどのように達成されるかについてはさまざまな見解があります。ある考え方では、ドーパミンの最大の影響は快感を強化することであり、その結果、脳はその行為からその結果を経験するという期待を抱くようになります。

別の見方では、ドーパミンは単に脳が何かをする意欲を高めるのに役立ち、体がそのレバーを何度も引くのに十分なエネルギーを感じられるようにするというものです。

ドーパミンは依存症に関与しているのでしょうか?

ドーパミンは、誰かに腕に針を刺したり、覚せい剤を吸ったり、亀裂の入ったパイプで打撃を受けたりすることを強制するものではありません。また、薬物使用者がハイになることで経験する快感を生み出すものでもありません。しかし、ドーパミンは、薬物使用の影響を強化することにより、薬物乱用や依存症に一定の役割を果たしています。

人がハイになると、脳の報酬ネットワークの一部である側坐核を含む線条体のニューロンでドーパミンの生成が急増します。この化学物質の増加により、ニューロンはより多くの接続を確立できるようになり、薬物を喜びと結びつけるように脳をプログラムする上で重要な役割を果たし、その結果、報酬への期待と再び薬物を服用する動機が生まれます[出典: .]。

「ドーパミンの大量急増は、他のより健康的な目標や活動を犠牲にして薬物を求めるよう脳に教え込む」と、の記事は警告している。

しかし、特定の薬物を使用するとドーパミンが増加しますが、その急増を経験した人全員が必ずしも依存症になるわけではありません。むしろ科学者らは、ドーパミンが他のさまざまな遺伝的、発達的、環境的影響と組み合わされて作用し、一部の人々の脳がそれらの薬物を摂取する衝動を引き起こすようにプログラムしていると考えている。たとえば、画像研究によると、依存症になる人はドーパミン回路にすでに違いがあり、依存症になりやすくなっている可能性があることがわかっています[出典: .]。

薬物の使用によって生成されるドーパミンは、食事やその他の通常の活動によるドーパミン反応よりもはるかに強力で長く持続します。また、食事とは異なり、薬物によるドーパミン反応は行為が終わっても止まらない。ドーパミンのオーバーフローがハイを生み出すのです。

中毒者が薬物を繰り返し使用すると、それに反応して脳が変化します。ドーパミン受容体の一部を停止させることで、ドーパミン生成の急増を補おうとします。しかし、それは状況を悪化させるだけです。脳は依然として薬物が生み出す快感を求めるようにプログラムされているため、中毒者はその効果を再現するために、より多くの薬物を使用する必要があります。さらに、ドーパミン受容体がシャットダウンすると、薬物摂取に限らず、あらゆる活動から中毒者が得られる快感が減少します。これは、快感消失と呼ばれる状態です。それはまた、他に何も気分が良くないため、人をさらにヘロインを発射したり、覚せい剤をますます吸ったりする可能性があります。

最後に、ドーパミン受容体の減少は衝動性の増加と関連しており、依存症者は高揚感を求めてますます無謀な行動に走る可能性があります[出典: ]。

ドーパミンはリスクを取ることと関係があるのか​​?

ドーパミンが薬物中毒に関与しているのと同様に、ドーパミンは、ギャンブル、危険なスポーツ、乱交など、他の種類の危険な行動に従事するように人の脳を配線するのにも役立ちます。そして、そのようなチャンスを掴むよう生まれつき備わっているように見える人もいます。

その理由は、ドーパミン生成ニューロンには自己受容体と呼ばれる構造があり、これらの細胞が刺激されたときにドーパミンの放出を制限するのに役立つためです。 2008年に発表された研究で、ヴァンダービルト大学の研究者デビッド・ザルドらは、リスクを冒すことに対する耐性が高い人はこれらの自己受容体が少ない傾向があり、危険と思われることを避ける人は自己受容体が多い傾向があることを発見した。つまり、リスクを取る人は脳内でドーパミンが大量に放出される傾向があるということです。

「個人が持つ利用可能なドーパミン自己受容体の数が少ないほど、これらの細胞が関与するときに放出されるドーパミンの量を調節する能力が低下します」とZald氏は説明した。 「このため、通常はドーパミン放出を誘発する新規性やその他の潜在的にやりがいのある経験は、これらの人々のより大きなドーパミン放出を引き起こすでしょう。」

また、ドーパミンレベルが高いと、リスクを取る行動が刺激される可能性があります。 2015年にユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの研究者が発表した研究では、薬でドーパミン濃度が上昇した被験者は、実験で潜在的な利益を伴う危険な選択肢を選択することが多かったが、危険な選択肢が潜在的な損失を伴う場合には同じ効果は見られなかったことが判明した。研究者らは、報酬系の訓練におけるドーパミンの確立された役割とは異なる、意思決定と感情への影響が彼らの研究によって特定されたと指摘した[出典: ]。

著者のメモ: ドーパミンの仕組み

ドーパミンは大衆文化の流行語になっているため、私にとって研究する興味深い主題でした。これは、私たちが最初から科学的な概念をよく理解していなくても、どのようにして科学的な概念をつかみ、それを使って自分自身の偏見を確認できるかを示す好例だと思います。

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