Дофамин Дорсолатеральная префронтальная кора Поведенческая гибкость

Поведенческая или когнитивная гибкость (BF) является важной способностью, которая позволяет организму адаптивно изменять ответы в соответствии с обратной связью результатов. У людей эта способность нарушена у тех, кто страдает различными неврологическими и психическими состояниями, включая болезнь Паркинсона, шизофрению, зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство и аутизм. Кроме того, имеются данные о существенных индивидуальных различиях в BF среди здорового населения.

Двумя известными нейробиологическими механизмами, связанными с производительностью BF, являются изменение функции дофамина (DA) и серотонина (SE). Одной из конкретных областей мозга, которая в значительной степени вовлечена в BF, является префронтальная кора (ПФК), при этом дорсолатеральная префронтальная кора получает в основном DA-иннервацию, а дорсомедиальная префронтальная кора получает вход SE. Исследования показали, что повреждение частей префронтальной коры, включая, например, орбитофронтальную кору (ОФК), ухудшает обратное обучение (форма БФ), тогда как поражение дорсолатеральной префронтальной коры влияет на переключение внимания (еще один показатель БФ).

Было показано, что у людей предполагаемое усиление оттока дофамина за счет введения дофамина и предшественника норадреналина тирозина улучшает способность переключаться между задачами и ингибирующий контроль, что свидетельствует о причинной роли дофамина в регуляции BF. Точно так же было показано, что предполагаемое истощение нейротрансмиссии серотонина с помощью процедур истощения триптофана снижает реакцию BOLD во время мониторинга производительности и увеличивает персеверативное поведение.

Одна важная стратегия (у людей) для наблюдения за тем, является ли префронтальная кора причинно вовлеченной в выполнение BF, заключается в обратимой электрической стимуляции префронтальной коры, чтобы клетки префронтальной коры могли ингибироваться или возбуждаться, пока участник выполняет задачу BF. В последние годы несколько лабораторий воспользовались относительно новой технологией, известной как транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS), для изучения взаимосвязи между функцией мозга и поведением. При использовании этого метода повышение или понижение возбудимости коры частично определяется полярностью стимуляции; увеличение происходит под анодным электродом, тогда как уменьшение происходит под отрицательно заряженным катодом.

Используя этот подход, несколько исследований показали, что анодная и катодная стимуляция по сравнению с PFC может оказывать ряд эффектов на производительность BF, с общим улучшением при анодной стимуляции и ухудшением при катодной. Если это так, остается понять один важный шаг: связаны ли причинно-следственная связь дофамина и серотонина с этими исходами, когда нейроны dLPFC/dMPFC либо возбуждаются, либо ингибируются посредством tDCS.

Таким образом, особая новизна данного исследования заключается в объединении психофармакологического подхода (т.е. нагрузка тирозином/триптофаном) с селективным нейроанатомическим (т.е. дорсолатеральная/дорсомедиальная префронтальная кора) ингибирование клеток с помощью tDCS, когда участники выполняют задачи BF. Сделав это, мы сможем установить, является ли увеличение дофаминергической/серотонинергической продукции в префронтальной коре необходимым требованием для производительности BF.