ドーパミン 背外側前頭前皮質 行動の柔軟性

行動または認知の柔軟性 (BF) は、有機体が結果のフィードバックに従って反応を適応的に変化させることを可能にする不可欠な能力です。 人間では、この能力は、パーキンソン病、統合失調症、依存症、強迫性障害、自閉症など、さまざまな神経学的および精神医学的状態に苦しんでいる人々の間で破壊されています. さらに、健康な集団内の BF の実質的な個人差の証拠があります。

BF パフォーマンスに関連する 2 つの既知の神経生物学的メカニズムは、ドーパミン (DA) とセロトニン (SE) 機能の変化です。 BF に深く関与している 1 つの特定の脳領域は前頭前野 (PFC) であり、背外側 PFC は主に DA 神経支配を受け、背内側 PFC は SE 入力を受けます。 たとえば、眼窩前頭皮質 (OFC) を含む PFC の一部への損傷は、反転学習 (BF の一形態) を損ないますが、背外側 PFC の損傷は注意のセットシフト (BF の別の尺度) に影響を与えます。

ヒトでは、DA およびノルエピネフリン前駆体チロシンの投与による DA 流出の推定増強は、タスク切り替えのパフォーマンスを改善することが示されており、BF の調節における DA の因果的役割を示唆する抑制制御が示されています。 同様に、トリプトファン枯渇手順によるセロトニン神経伝達の推定枯渇は、パフォーマンスモニタリング中のBOLD応答を減らし、固執的な行動を増加させることが示されています.

PFC が BF パフォーマンスに因果関係があるかどうかを観察する (人間の) 1 つの重要な戦略は、参加者が BF タスクを実行している間に PFC 細胞を抑制または興奮させることができるように、PFC の可逆的な電気刺激によるものです。 近年、いくつかの研究所が経頭蓋直流電流刺激 (tDCS) として知られる比較的新しい技術を利用して、脳の機能と行動の関係を研究しています。 この手法を使用すると、皮質興奮性の増加または減少は、刺激の極性によって部分的に決定されます。増加はアノード電極の下で発生し、減少は負に帯電したカソードの下で発生します。

このアプローチを使用して、いくつかの研究は、PFC を介した陽極および陰極刺激が BF パフォーマンスに多くの影響を与える可能性があることを示しており、陽極刺激中の一般的な改善と陰極中の障害があります。 この場合、理解すべき重要なステップの 1 つは、dLPFC/dMPFC のニューロンが tDCS を介して興奮または抑制されたときに、ドーパミンとセロトニンがこれらの結果に因果関係があるかどうかです。

したがって、この研究の特定の新規性は、精神薬理学的アプローチを組み合わせることにあります（つまり、 チロシン/トリプトファン負荷) と選択的な神経解剖学 (すなわち. 背外側/背内側前頭前皮質) 参加者が BF タスクを実行している間、tDCS を介した細胞の阻害。 そうすることで、PFC へのドーパミン作動性/セロトニン作動性の出力の増加が BF のパフォーマンスに必要な要件であるかどうかを立証することができます。