포상 제도

Reward system

보상 시스템(메소콜티콜림빅 회로)은 인센티브의 만족(즉, "원하는" 것; 보상과 동기 부여에 대한 욕망 또는 갈망), 연상 학습(주로 긍정적인 강화와 고전적 조건화), 그리고 특히 핵심 c로서의 쾌락을 수반하는 긍정적인 감정을 담당하는 신경 구조의 그룹이다.구성 요소(예: 기쁨, 행복감, [1][2]황홀감)보상은 접근 행동과 소모적인 [1]행동으로 알려진, 욕심 많은 행동을 유발하는 자극의 매력적이고 동기 부여적인 속성이다.보람 있는 자극은 "우리를 접근시키고 소비하게 할 가능성이 있는 자극, 물체, 사건, 활동 또는 상황은 정의상 보상"[1]이라고 묘사되어 왔다.오퍼런트 컨디셔닝에서 보상 자극은 양의 [3]강화제로서 기능하지만, 반대의 진술은 또한 사실이다: 양의 강화제는 [3][4]보상이다.

주요 [3]보상의 예.왼쪽 위에서 시계방향으로: 물, 음식, 부모의 보살핌, 성관계.
중독 및 의존 용어집[5][6][7][8]
  • 중독 – 상당한 위해와 부작용에도 불구하고 약물(알코올 포함)을 지속적으로 사용하는 것이 특징인 생체심리사회적 장애
  • 중독성 약물 – 뇌 보상 시스템에 대한 약물의 효과로 인해 반복 사용 시 약물 사용 장애의 현저한 비율과 관련이 있는 정신 작용 물질
  • 의존성 – 자극에 대한 반복 노출 중단 시 금단 증후군과 관련된 적응 상태(예: 약물 섭취)
  • 약물 감작 또는 역내성 – 주어진 용량에서 반복 투여로 인한 약물의 상승 효과
  • 약물 금단 – 반복 약물 사용 중단 시 발생하는 증상
  • 신체적 의존성 – 지속적인 신체적-적극적 금단 증상(예: 피로와 섬망 떨림)을 수반하는 의존성
  • 심리적 의존성 – 감정적 이탈 증상을 수반하는 의존성(예: 디스포리아와 무쾌감증)
  • 자극 강화 – 자극과 짝을 이룬 반복적인 행동의 확률을 높이는 자극
  • 보람 있는 자극 – 뇌가 본질적으로 긍정적이고 바람직하거나 접근해야 할 것으로 해석하는 자극
  • 감작 – 자극에 대한 반복적인 노출로 인한 자극에 대한 증폭된 반응
  • 물질 사용 장애 – 물질 사용이 임상적, 기능적으로 중대한 장애 또는 고통으로 이어지는 상태
  • 내성 – 특정 용량에서 반복 투여로 인한 약물의 영향 감소

보상 시스템은 동물들이 자극에 접근하거나 건강을 증진시키는 행동(성, 에너지 밀도가 높은 음식 등)에 참여하도록 동기를 부여합니다.대부분의 동물 종들의 생존은 유익한 자극과의 접촉을 극대화하고 해로운 자극과의 접촉을 최소화하는 것에 달려 있다.보상 인지는 연상 학습을 유발하고, 접근과 소모적인 행동을 유도하고, 긍정적인 감정을 [3]유발함으로써 생존과 번식의 가능성을 증가시키는 역할을 한다.따라서,[9] 보상은 동물의 적응력을 증가시키기 위해 진화한 메커니즘이다.약물 중독에서는 특정 물질이 보상 회로를 과잉 활성화하여 회로 [10]내의 시냅스 가소성으로부터 발생하는 강박적인 물질 추구 행동을 일으킨다.

1차 보상은 자신과 자손의 생존을 촉진하는 보상 자극의 한 종류이며, 항상성(예: 입맛에 맞는 음식)과 생식([1][11]예: 성적 접촉 및 부모의 투자) 보상을 포함한다.내재적 보상은 본질적으로 [1]즐겁기 때문에 매력적이고 행동에 동기를 부여하는 무조건적인 보상이다.외적 보상(예: 돈이나 좋아하는 스포츠 팀이 경기에서 이기는 것을 보는 것)은 매력적이고 행동에 동기를 부여하지만 본질적으로 [1][12]즐겁지는 않은 조건부 보상입니다.외적 보상은 내적 [1]보상에 대한 학습된 연관성(즉, 조건화)의 결과로 동기적 가치를 도출한다.외적 보상은 또한 내적 [1]보상으로 고전적으로 조절된 후에 즐거움(예: 복권의 많은 당첨으로 인한 행복감)을 이끌어 낼 수 있다.

정의.

신경과학에서 보상시스템은 연상학습(주로 고전적 조건화 및 조작자 강화), 동기부여(즉, 동기부여와 "원하는" 것, 보상에 대한 욕망 또는 갈망), 그리고 긍정적인 영향을 받은 감정을 포함한 보상과 관련된 인지를 담당하는 뇌 구조와 신경 경로의 집합이다.특히 쾌락을 수반하는 감정(예: 쾌락적인 "기분")[3][2]

보상의 "원하는" 또는 욕망 구성요소와 관련된 행동을 묘사하기 위해 일반적으로 사용되는 용어는 욕심 많은 행동, 접근 행동, 준비 행동, 도구 행동, 예상 행동, 그리고 [13]찾기를 포함합니다.보상의 "좋아요" 또는 쾌락 구성요소와 관련된 행동을 묘사하기 위해 일반적으로 사용되는 용어는 소모적인 행동과 취하는 [13]행동을 포함한다.

보상의 세 가지 주요 기능은 다음과 같은 능력입니다.

  1. 연계 학습(즉, 고전적 조건화 및 조작자 강화)[3]을 생성한다.
  2. 의사결정에 영향을 미치고 접근 행동을 유도한다(보상 [3]자극에 대한 동기부여를 통해).
  3. 긍정적인 감정, 특히 [3]즐거움을 이끌어냅니다.

신경해부술

개요

보상 시스템을 구성하는 뇌 구조는 주로 피질 기저 신경절 시상피질 [14]루프 내에 위치하고 있으며, 루프의 기저 신경절 부분은 보상 [14]시스템 내의 활동을 촉진합니다.보상 시스템 내에서 구조를 연결하는 경로의 대부분은 글루탐산성 인터뉴론, GABAergic 중간 가시 뉴런(MSNs), 도파민성 투영 [14][15]뉴런이지만 다른 유형의 투영 뉴런이 기여한다(예: 오렉시네르기성 투영 뉴런).보상 시스템은 복측 피질 영역, 복측 선조체(즉, 핵 유두와 후각결절), 등측 선조체(즉, 미간핵과 창피), 실체 흑색체(즉, 치골과 파스 망막), 전전두질, 전측 대상피질, 섬모상피질, 해마, 하부를 포함한다.시상하부의 오렉시네르기핵, 시상하핵, 시상하핵, 시상하핵, 시상하핵, 시상하핵, 시상하핵, 복측벽(외부 및 내부 모두), 복부벽, 시상하핵, 편도체의 [2][14][16][17][18]나머지 부분.등쪽 선헤핵과 소뇌는 보상과 관련된 인식의 일부 형태(즉, 연상 학습, 동기 부여 경험, 그리고 긍정적인 감정)[19][20][21]와 행동도 조절하는 것으로 보입니다.또한 복측피질핵(LTD), 페둔큘로폰틴핵(PPTg) 및 측방하베눌라(LHB)도 복측피질핵(VTA)[22]에 대한 투영을 통해 혐오적 염도와 인센티브 염도를 유도할 수 있다.LDT와 PPTg는 둘 다 도파민성 뉴런을 시냅스하는 VTA에 글루타민성 투영을 보내며, 둘 다 인센티브 염증을 생성할 수 있습니다.LHb는 GABAergic RMTg 뉴런의 시냅스를 보내 도파민성 VTA 뉴런의 억제를 유도하지만, 일부 LHb 돌출은 VTA 인터뉴론에서 끝납니다.이러한 LHb 예측은 혐오 자극과 기대 보상의 부재로 활성화되며, LHb의 들뜸은 [23][24][25]혐오감을 유도할 수 있다.

도파민을 분비하는 경로의 대부분은 보상 체계를 배 포피 지역에서 사업은 부분이다. 이러한 경로[14]에D1-like 수용체 또는D2-like 수용체에, 도파민 행위 또는 cAMP의(D2-like)생산을 억제하(D1-like)를 자극하기 위해( 다른 뉴런들과 소통하고 그neurotransmitter 도파민을 사용한다 즉, 뉴런).[26]선조체의 GABAergic 중간 가시가 있는 뉴런도 [14]보상 시스템의 구성요소이다.시상하핵, 전전두피질, 해마, 시상, 편도체에 있는 글루탐산염 투사핵은 글루탐산 [14]경로를 통해 보상 시스템의 다른 부분과 연결됩니다.뇌 자극 보상(즉, 시상하부의 직접 전기화학적 자극에서 파생된 보상)을 매개하는 많은 신경 경로의 집합인 내측 전뇌 다발 또한 보상 [27]시스템의 구성요소이다.

핵의 활동과 세대를 좋아하고 원하는 두 가지 이론이 존재한다.억제(또는 과극화) 가설은 핵이 복측 팔리덤, 시상하부 또는 복측 피개 영역과 같은 하류 구조에 강장 억제 효과를 발휘하고, 핵의 억제(NACC)에서 이러한 구조가 흥분하여 보상 관련 행동을 방출하는 것을 제안한다.GABA 수용체 작용제가 핵에서 "좋아요"와 "원하는" 반응을 모두 유도할 수 있는 반면, 기저외측 편도체, 복부 해마 및 내측 전전두엽 피질로부터의 글루타민 작동성 입력은 인센티브 염증을 유도할 수 있습니다.게다가, 대부분의 연구들이 NACC 뉴런이 보상에 반응하여 발화를 감소시킨다는 것을 발견했지만, 많은 연구들은 그 반대 반응을 발견한다.이것은 흥분 또는 NACC 뉴런 또는 적어도 특정 하위 집합이 보상과 관련된 행동을 [2][28][29]유도한다는 것을 제안하는 억제 해제(또는 탈분극) 가설의 제안으로 이어졌다.

뇌자극 보상에 대한 거의 50년간의 연구 끝에 전문가들은 뇌의 수십 개 부위가 두개내 자기자극을 유지할 것이라는 것을 증명했다.외측 시상하부와 내측 전뇌다발 등이 있으며, 특히 효과적입니다.그곳에서의 자극은 상승 경로를 형성하는 섬유질을 활성화시킨다; 상승 경로는 복측 피질 영역에서 핵으로 돌출하는 중림부 도파민 경로를 포함한다.왜 중림부 도파민 경로가 보상을 매개하는 회로의 중심인지에 대해서는 몇 가지 설명이 있다.첫째, 동물이 두개내 자기자극을 [9]할 때 중림부 경로에서 도파민 방출이 현저하게 증가한다.둘째, 실험은 뇌 자극 보상이 자연 보상에 의해 정상적으로 활성화되는 경로의 강화를 지속적으로 자극하고 약물 보상 또는 두개 내 자기 자극은 보상 센터를 통해 직접 활성화하기 때문에 중심 보상 메커니즘의 더 강력한 활성화를 발휘할 수 있음을 보여준다.말초 [9][30][31]신경셋째, 동물에게 중독성 약물을 투여하거나 먹이나 성행위와 같은 자연적으로 보람 있는 행동을 할 때,[9] 핵 내에서 도파민이 현저하게 방출된다.하지만 도파민만이 뇌에서 유일한 보상 화합물은 아니다.

주요 경로

메소코르티콜림브("리워드") 회로의 주요 컴포넌트 중 일부를 나타내는 다이어그램입니다.

복부 피개 부위

  • 복부 피개부(VTA)는 보상이 존재함을 나타내는 자극과 단서에 대응하는 데 중요하다.보람 있는 자극(그리고 모든 중독성 약물)은 VTA가 직접 또는 [citation needed]간접적으로 핵에 도파민 신호를 방출하도록 자극함으로써 회로에 작용합니다.VTA에는 두 가지 중요한 경로가 있습니다.변연(스트라이탈) 영역에 투영되어 동기부여 행동과 과정을 뒷받침하는 중피질 경로, 그리고 외부 신호 학습과 [32]같은 인지 기능을 뒷받침하는 중피질 경로.
  • 이 영역의 도파민 작동성 뉴런은 티로신 하이드록실화효소를 사용하여 아미노산 티로신을 DOPA로 변환하고, 그 후 도파-탈카르복실화효소를 [33]사용하여 도파민으로 변환한다.

선조체(Nucleus Accumbens)

  • 선조체는 보람 있는 신호에 반응하여 학습된 행동을 습득하고 이끌어내는 데 광범위하게 관여합니다.VTA는 선조체에 투영되어 복부(Nucleus Accumbens) 및 등부 선조체 [34]내의 D1 및 D2 수용체를 통해 GABA-ergic Medium Spiny Neurons를 활성화한다.
  • Ventral Striatum(핵 어컴번스)은 VTA에 의해 공급될 때 행동을 획득하고 PFC에 의해 공급될 때 행동을 유도하는 데 광범위하게 관여합니다.NAC 쉘은 변연 및 자율 기능을 조절하면서 팔리덤과 VTA에 투영됩니다.이것은 자극의 강화 특성과 보상의 단기적인 측면을 조절합니다.국가 조치계획의 핵심은 실질적으로 흑인을 대상으로 하고 보상 추구 행동과 그 표현의 개발에 관여한다.그것은 공간 학습, 조건부 반응, 충동적 선택, 즉 [32]보상의 장기적인 요소에 관련되어 있다.
  • Dorsal Striatum은 학습에 관여하고, Dorsal Medial Striatum은 목표 지향 학습에 관여하며, Dorsal Lateral Striatum은 Pavlovian [35]반응에 기초하는 자극 반응 학습에 관여합니다.자극에 의해 반복적으로 활성화되면 Nucleus Accumbens는 산전 루프를 통해 등쪽 선조체를 활성화할 수 있습니다.NAc에서 DS로 신호가 전환되면 보상과 관련된 신호들이 보상 자체가 존재하지 않고 DS를 활성화할 수 있습니다.이것은 갈망과 보상 추구 행동을 활성화시킬 수 있다.[36]

전전두피질

  • VTA 도파민 작동성 뉴런은 PFC에 투영되며, Dorsal Striatum과 NAc를 포함한 여러 다른 영역에 투영되는 글루타민 작동 뉴런을 활성화하여 궁극적으로 PFC가 [36]자극에 반응하여 염도와 조건부 행동을 중재하도록 합니다.
  • 특히 중독성 약물의 금주는 PFC와 NAc에 대한 글루탐산 투영을 활성화시켜 강한 갈망을 유발하고 금욕으로 인한 중독 행동의 회복을 조절한다.PFC는 또한 중피질 경로를 통해 VTA와 상호 작용하며 환경 신호를 [36]보상과 연관시키는 데 도움을 줍니다.

해마목

  • 해마는 기억의 생성과 저장을 포함한 다양한 기능을 가지고 있습니다.보상 회로에서는 상황별 기억 및 관련 단서에 도움이 됩니다.그것은 궁극적으로 단서를 통한 보상 추구 행동의 회복과 맥락적 촉발의 [37]기초가 된다.

편도체

  • AMI는 VTA로부터의 입력을 수신하여 국가 조치계획(NAc)으로 출력합니다.편도체는 강력한 감정 섬광 기억 생성에 중요하며 강한 신호와 관련된 기억 생성의 [38]기초가 될 수 있습니다.그것은 또한 금단, 그리고 [39]중독에서의 약물 섭취의 증가의 불안 효과를 중재하는 데 중요하다.

쾌락 센터

즐거움은 보상의 구성요소이지만, 모든 보상이 즐거운 것은 아니다.[1]자연적으로 즐겁고, 따라서 매력적인 자극을 내적 보상이라고 하는 반면, 매력적이고 접근 행동을 동기 부여하지만 본질적으로 즐겁지 않은 자극을 외적 [1]보상이라고 한다.외적 보상(예: 돈)은 내적 [1]보상과의 학습된 연관성의 결과로 보상된다.다시 말해, 외적 보상은 일단 [1]획득되면 "원하는" 반응을 이끌어내지만 "좋아하는" 반응을 이끌어내는 동기 부여 자석 역할을 한다.

보상 시스템은 쾌락 센터 또는 쾌락적 핫스팟을 포함합니다. 즉, 내재된 보상으로부터 쾌락 또는 "좋아하는" 반응을 중재하는 뇌 구조를 포함합니다.2017년 10월 현재, 쾌락성 핫스팟은 핵 외벽, 복측 팔리덤, 부전두핵, 안와전두피질(OFC) 및 섬피질 [2][18][40]내의 하위 부품에서 확인되었다.핵 외피 내의 핫스팟은 안쪽 외피의 로스트로도르살 사분면에 위치하는 반면, 쾌락성 콜드스팟은 더 뒤쪽 영역에 위치합니다.후복부 팔리둠은 쾌락성 핫스팟을 포함하고, 전복부 팔리둠은 쾌락성 콜드스팟을 포함한다.랫드에서 오피오이드, 엔도카나비노이드 및 오렉신의 미세주입은 이러한 [2]핫스팟에서의 호감반응을 향상시킬 수 있다.OFC 전부와 후부에 위치한 쾌락 핫스팟은 쥐의 오렉신과 오피오이드에 반응하는 것으로 입증되었으며, 이는 OFC [40]후부와 전부의 중복 쾌락 콜드스팟이다.한편, 근치핵 핫스팟은 벤조디아제핀 수용체 작용제에 [2]반응하는 것으로만 입증되었다.

쾌락적 핫스팟은 기능적으로 연계되어 있는데, 이는 한 핫스팟의 활성화가 다른 핫스팟의 채용으로 이어지며, 이는 즉각적인 초기 유전자인 c-Fos의 유발된 발현에 의해 지수화된다.또한, 한 핫스팟을 억제하면 다른 [2][40]핫스팟을 활성화하는 효과가 사라집니다.따라서, 보상 시스템 내의 모든 쾌락적 핫스팟의 동시 활성화는 강렬한 [41]행복감을 발생시키기 위해 필요하다고 여겨진다.

욕망과 호감

주요 기사:인센티브 솔리언스
식욕적 반응과 방어적 반응을 핵에서 조정하는 것. (위) AMPA 차단은 원자가에 관계없이 동기부여된 행동을 만들기 위해 D1 기능과 방어적 행동을 만들기 위해 D2 기능을 필요로 한다.반면 GABA 작용제는 도파민 수용체 기능을 필요로 하지 않는다.(아래) AMPA 길항작용으로 인해 발생하는 가정환경에서 방어행동을 생성하는 해부학적 영역의 확장.이러한 유연성은 [28]GABA 작용과 함께 덜 명백하다.

인센티브 솔리언스는 "원하는" 속성 또는 "희망" 속성으로, 동기 부여 요소를 포함하며, 핵 어컴벤스 셸(NACC 쉘)[1][42][43]에 의해 보상 자극에 할당된다.중림부 경로에서 NACC 쉘로 도파민 신경 전달의 정도는 보상 [42]자극에 대한 인센티브 염도의 크기와 매우 관련이 있다.

핵의 등쪽 부위의 활성화는 [44]호감도가 동시에 증가하지 않는 결핍의 증가와 관련이 있다.그러나, 핵 어컴벤스 쉘로의 도파민성 신경 전달은 보상 자극에 대한 식욕적인 동기 부여(즉, 동기 부여)뿐만 아니라 바람직하지 않은 [13][45][46]자극으로부터 행동을 유도하는 혐오적인 동기 부여에도 책임이 있다.배면 선조체에서는 MSN을 발현하는 D1의 활성화는 식욕적인 인센티브를, MSN을 발현하는 D2의 활성화는 혐오감을 일으킨다.NACC에서 이러한 이분법은 명확하지 않으며, D1 및 D2 MSN의 활성화는 아마도 복측 팔리덤 [49][50]억제를 통해 VTA의 억제를 통해 동기를 [47][48]증진시키기에 충분하다.

로빈슨과 베리지의 1993년 인센티브 감응 이론은 보상이 분리 가능한 심리적인 요소들을 포함한다고 제안했습니다: 원하는 것(인시티브)과 좋아하는 것(기쁨)입니다.초콜릿과 같은 특정 자극에 대한 접촉이 증가하는 것을 설명하기 위해, 두 가지 독립적인 요인이 작용하고 있는데, 그것은 초콜릿이 갖고 싶어하는 우리의 바람과 초콜릿의 즐거움 효과입니다.로빈슨과 베리지에 따르면, 원하는 것과 좋아하는 것은 같은 과정의 두 가지 측면이기 때문에, 보상은 대개 같은 정도로 원하고 좋아한다.하지만, 원하는 것과 좋아하는 것 또한 특정한 상황에서 독립적으로 변한다.예를 들어, 도파민을 투여한 후 먹지 않는 쥐들은 여전히 먹이를 좋아하는 것처럼 행동한다.또 다른 예에서, 쥐의 시상하부에 있는 활성화된 자기 자극 전극은 식욕을 증가시키지만, 설탕과 소금과 같은 맛에 더 많은 부작용을 일으킨다; 분명히, 자극은 부족하지만 좋아하지 않는다.이러한 결과는 쥐의 보상체계가 욕망과 호감의 독립적인 과정을 포함한다는 것을 보여준다.원하는 성분은 도파민 작용 경로에 의해 제어되는 것으로 생각되며, 좋아하는 성분은 아피테-벤조디아제핀 [9]시스템에 의해 제어되는 것으로 생각됩니다.

안티 리워드 시스템

Koubs & Le Moal은 보상 추구 행동의 감쇄를 담당하는 별도의 회로가 존재한다고 제안했고, 이를 그들은 안티 보상 회로라고 불렀다.이 구성 요소는 보상 회로에 브레이크 역할을 하여 음식, 섹스 등의 과도한 추격을 방지합니다.이 회로는 편도체의 여러 부분(스트라이아 말단, 중앙핵의 바닥핵), 핵액컴벤스 및 노르에피네프린, 코르티코트로핀 [51]방출인자 및 다이노핀을 포함한 신호 분자를 포함한다.이 회로는 또한 스트레스의 불쾌한 요소들을 중재하기 위해 가설이 세워졌고, 따라서 중독과 금단현상에 관여하는 것으로 생각됩니다.보상회로는 중독의 발달에 관여하는 최초의 긍정적인 강화를 매개하는 반면, 보상자극의 [52]추구에 동기를 부여하는 것은 나중에 부정적인 강화를 통해 지배되는 반보상회로이다.

학습

상세 정보:연계 학습

보람 있는 자극은 고전적 조건화(화관적 조건화)와 오퍼런트 조건화(계기적 조건화)의 형태 모두에서 학습을 촉진할 수 있다.고전적 조건화에서 보상은 조건화된 자극과 관련될 때, 조건화된 자극이 근골격계(단순한 접근 및 회피 행동의 형태)와 식물 반응을 이끌어내도록 하는 조건 없는 자극으로 작용할 수 있다.오퍼런트 컨디셔닝에서 보상은 자신을 [3]유도하는 행동을 증가시키거나 지원한다는 점에서 강화제 역할을 할 수 있다.학습된 행동들은 그들이 초래하는 결과의 가치에 민감할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 결과 값뿐만 아니라 행동의 수행에 대한 결과의 우발성에 민감한 행동들은 목표 지향적인 반면, 우발성이나 가치에 둔감한 도출된 행동들은 [53]습관이라고 불린다.이러한 차이는 모델이 없는 학습과 모델에 기반한 학습의 두 가지 형태를 반영하는 것으로 생각됩니다.모델 프리 러닝에는 단순한 캐싱과 값 업데이트가 포함됩니다.이와는 대조적으로, 모델 기반 학습은 추론과 유연한 예측을 가능하게 하는 사건의 내부 모델을 저장하고 구성하는 것을 포함한다.파블로프 조건화는 일반적으로 모델이 없는 것으로 가정되지만, 조건화된 자극에 할당된 인센티브 염도는 내부 동기 [54]상태의 변화와 관련하여 유연하다.

뚜렷한 신경계는 자극과 결과, 행동과 결과, 자극과 반응 사이의 학습 연관성을 담당한다.고전적 컨디셔닝은 보상 시스템에 국한되지 않지만 자극에 의한 기악 성능의 향상(즉, 파블로프-기악 전달)에는 핵이 필요하다.습관적 및 목표 지향적 기악 학습은 각각 [53]외측 선조체와 내측 선조체에 의존합니다.

기기학습 중 직접경로 및 간접경로를 구성하는1 D형과2 D형 MSN에서 각각 [55][56]AMPA 대 NMDA 수용체 및 인산화 ERK 비율의 반대 변화가 발생한다.시냅스 가소성 및 그에 따른 학습의 이러한 변화는 선조체 D1 수용체와 NMDA 수용체의 활성화에 좌우된다.D1 수용체에 의해 활성화된 세포 내 캐스케이드는 단백질 키나제 A의 모집과 그에 따른 DARPP-32의 인산화를 통해 ERK를 비활성화하는 포스파타아제 억제를 포함한다.NMDA 수용체는 다르지만 상호 연관된 Ras-Raf-MEK-ERK 경로를 통해 ERK를 활성화한다.NMDA 활성화는 또한 ERK 불활성화효소의 PKA 매개 억제를 억제하므로 단독으로 ERK의 NMDA 매개 활성화는 자가 제한적이다.그러나 D1과 NMDA 캐스케이드가[57][58][59] 공활성화되면 상승작용을 하며, 이에 따른 ERK의 활성화는 척추 재구성, AMPA 수용체 수송, CREB 조절, Kv4.2 억제를 통한 세포 흥분성 증가 등의 형태로 시냅스 가소성을 조절한다.

장애

중독

주요 기사:중독

유전자 전사인자인 δFosB(DeltaFosB)는 핵의 D1형 중간 가시가 있는 신경세포의 과잉발현이 중독과 관련된 행동과 [6][60][61][62]신경가소성을 유도하는 사실상 모든 형태의 중독(즉, 행동 중독과 약물 중독) 사이에서 중요한 공통 요인이다.특히 δFosB는 특정 중독성 약물 및 행동 [6][60][61][63][64]중 자기투여, 보상감작, 보상교차효과를 촉진한다.뇌의 특정 영역에서 히스톤 단백질 꼬리의 특정 후생유전학적 변형(즉, 히스톤 변형)도 [62][65][66][67]중독의 분자 기반에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

중독성 약물과 행동은 도파민 보상 경로에 [17][68]미치는 영향 때문에 보람과 강화가 된다.

시상하부와 내측 전뇌다발은 특히 뇌 자극 [69]보상에 대한 약물의 효과에 대한 연구에서 가장 자주 연구되어 왔다.남용 약물의 습관 형성 작용으로 가장 명확하게 식별된 신경전달물질 시스템은 중림부 도파민 시스템이며, 이 시스템은 핵에 있는 효력 있는 표적과 국소 GABAergic 구원을 가지고 있는 신경전달물질 시스템은 중림부 도파민 시스템이다.암페타민과 코카인의 보상과 관련된 작용은 세포핵의 도파민 작용 시냅스 그리고 아마도 내측 전전두엽 피질에 있다.쥐들은 또한 내측 전전두엽 피질에 코카인 주입을 위해 지렛대를 [70][71]누르는 것을 배우는데, 이것은 핵의 도파민 교체를 증가시킴으로써 작용한다.또한 핵에 직접 주입된 니코틴은 국소적인 도파민 방출을 증가시키는데, 아마도 이 영역의 도파민 작동 말단에 대한 시냅스 전 작용에 의한 것으로 추정된다.니코틴 수용체는 도파민성 세포체에 국소화되고 국소 니코틴 주입은 니코틴 [72][73]보상에 중요한 도파민성 세포 발화를 증가시킨다.일부 추가적인 습관 형성 약물은 도파민성 투영을 활성화함에도 불구하고 결과적으로 중간 가시가 있는 뉴런의 출력을 감소시킬 가능성이 있다.아편제의 경우, 보상 효과를 위한 최저 임계값 부위는 핵의 중간 가시가 있는 출력 뉴런에 대한 아편 보상 작용의 2차 부위인 복부 피개 영역의 GABAergic 뉴런에 대한 작용을 포함한다.따라서 다음과 같이 현재 특징지어지는 약물 보상 회로의 핵심을 형성한다; 중림부 도파민 뉴런에 대한 GABAergic 구심성 물질(아편 보상의 1차 기질), 중림부 도파민 뉴런 자체(정신운동 자극제 보상의 1차 기질), 중림부 도파민 뉴런에 대한 GABAergic effectrent(2차 부위)아편 [69]보상의)

동기

주요 기사:모티베이션 솔리언스

기능적인 동기부여는 많은 정신의학적 증상과 장애에서 나타난다.전통적으로 쾌락을 느끼는 능력의 감소로 정의되는 무쾌감증은 대부분의 무쾌감 인구가 온전한 "좋아함"[74][75]을 나타내기 때문에 둔화된 인센티브를 반영하는 것으로 다시 검토되었다.스펙트럼의 다른 쪽 끝에서는 특정 자극에 대해 좁혀진 높은 인센티브 염도는 행동 및 약물 중독의 특징이다.두려움이나 편집증의 경우, 기능 장애는 높은 [76]혐오감에 있을 수 있다.

무쾌감증과 관련된 여러 진단에 걸친 신경영상 연구는 OFC와 [77]복부 선조체의 활동이 감소했다고 보고했다.한 메타분석에 따르면 무지외반증은 미간핵, 장막, 상완핵 및 내측전두전두피질(mPFC)[78]에서 보상예상을 위한 신경반응 감소와 관련이 있다고 한다.

기분 장애

특정 유형의 우울증은 보상을 위해 기꺼이 노력을 기울이는 것으로 평가되는 동기 저하와 관련이 있다.이러한 이상들은 선조체 영역의 활동 감소와 잠정적으로 연관되어 도파민 작동성 이상이 작용한다는 가설이 있지만, 우울증에서 도파민 기능을 조사하는 대부분의 연구는 일관성 없는 결과를 보고했다.[79][80]사후 및 신경 영상 분석에서 보상 시스템의 여러 영역에서 이상을 발견했지만, 일관되게 복제되는 소견은 거의 없습니다.일부 연구는 보상 또는 양성 자극과 관련된 과제 동안 기저측 편도체 및 하위 대상 대상 피질(sgACC) 활동뿐만 아니라 NAcc, 해마, 내측 전전두피질(mPFC) 및 안와전두피질(OFC) 활동 감소가 보고되었다.이러한 신경 영상 이상은 사후 연구로 보완되지만, 연구된 것이 거의 없는 것은 [81]mPFC의 흥분성 시냅스 감소를 시사한다.보상 관련 작업 중 mPFC의 활동 감소는 더 많은 등부 영역(즉, 전생 대상 피질)에 국소적으로 나타나는 반면,[82] 복부 sgACC는 우울증에 과잉 활성을 보인다.

동물 모델의 기초 신경 회로를 조사하려는 시도도 상반된 결과를 낳았다.우울증, 만성 사회적 패배(CSDS) 및 만성 가벼운 스트레스(CMS)를 시뮬레이션하기 위해 일반적으로 두 가지 패러다임이 사용되지만 많은 패러다임이 존재한다.CSDS는 수크로스에 대한 선호도를 낮추고, 사회적 상호작용을 줄이며, 강제 수영 테스트에서 이동성을 증가시킨다.CMS는 마찬가지로 꼬리 현수막과 강제 수영 테스트에 의해 평가된 수크로스 선호도와 행동 절망감을 감소시킨다.CSDS에 취약한 동물은 단계적 VTA 발화가 증가하며, VTA-NACC 투영의 억제는 CSDS에 [83]의해 유발되는 행동 결손을 감소시킨다. 그러나 VTAmPFC 투영의 억제는 사회적 금지를 악화시킨다.한편, CMS 관련 수크로스 선호도 감소와 이동성 감소는 [84][85]각각 VTA 들뜸과 저해에 의해 약화되고 악화되었다.이러한 차이는 서로 다른 자극 프로토콜이나 열악한 번역 패러다임에 기인할 수 있지만, 다양한 결과는 보상 관련 [86]영역의 이기종 기능성에 있을 수도 있다.

mPFC 전체의 광유전학적 자극은 항우울제 효과를 일으킨다.이 효과는 sgACC의 설치류 상동체(예비피질)의 자극이 행동 효과를 내지 않기 때문에 pgACC의 설치류 상동체(예비피질)에 국소적으로 나타난다.또한 억제 효과가 있다고 생각되는 피질 내 깊은 뇌자극도 항우울제 효과를 낸다.이 발견은 약리학적 억제 작용이 우울증 [86]행동을 약화시킨다는 관찰과 일치한다.

정신분열증

정신분열증은 동기부여의 결핍과 관련이 있으며, 일반적으로 자발적 언어감소와 같은 다른 부정적인 증상들로 분류된다.결과가 금전적 보상과 같은 특정 자극에 [88]특정될 수 있지만, "좋아요"의 경험은 종종 행동적으로나 신경적으로 [87]온전하다고 보고된다.게다가, 암묵적인 학습과 간단한 보상 관련 업무는 정신 [89]분열증에서도 온전하다.오히려, 보상 시스템의 부족은 인지적으로 복잡한 보상 관련 업무에서 명백하다.이러한 결손은 비정상적인 선조체와 OFC 활동뿐만 아니라 배측전두피질(DLPFC)[90]과 같은 인지 기능과 관련된 영역의 이상과도 관련이 있다.

주의력 결핍 과잉 행동 장애

ADHD를 가진 사람들의 경우, 보상 시스템의 핵심 측면이 덜 활동적이기 때문에, 정기적인 활동에서 보상을 이끌어내기가 어렵다.그 장애를 가진 사람들은 높은 자극 행동이 도파민 분비를 유발한 후에 동기부여의 증가를 경험한다.이러한 상승과 보상의 결과로, 기준 레벨로 복귀하면 [91]동기 부여가 즉시 저하됩니다.

도파민 기능 장애와 세로토닌 기능 장애가 ADHD의 [92]주요 요인이라고 한다.이러한 장애는 보상 처리의 규제 장애나 [93]무쾌감을 포함한 동기부여 기능 장애와 같은 행정적 기능 장애로 이어질 수 있습니다.

역사

스키너 박스

뇌에 보상 시스템이 존재한다는 첫 번째 단서는 1954년 제임스 올즈와 피터 밀너에 의한 사고 발견과 함께 나왔다.그들은 쥐들이 막대를 누르는 것과 같은 행동을 하여 뇌의 특정 부위에 짧은 전기 자극을 가한다는 것을 발견했다.이러한 현상을 두개내 자기자극 또는 뇌자극 보상이라고 합니다.전형적으로, 쥐들은 이 뇌 자극을 얻기 위해 시간당 수백 번 또는 수천 번 레버를 누르고, 지칠 때만 멈춥니다.쥐에게 문제를 해결하고 미로를 달리는 방법을 가르치려 하는 동안, 그 자극이 발견된 뇌의 특정 부위의 자극은 동물들에게 즐거움을 주는 것처럼 보였다.그들은 인간에게도 같은 시도를 했고 결과는 비슷했다.동물들이 그들 자신이나 그들 종족의 생존에 아무런 가치가 없는 행동을 하는 이유는 뇌의 자극이 보상을 [94]뒷받침하는 시스템을 활성화시키고 있기 때문이다.

1954년 제임스 올즈와 피터 밀너 연구원은 쥐의 뇌 특정 부위의 저전압 전기 자극이 쥐들에게 미로를 달리고 [95][failed verification][96]문제를 해결하도록 가르치는 데 보상으로 작용한다는 사실을 발견했다.뇌의 그 부분들에 대한 자극이 동물들에게 즐거움을 [95]주는 것처럼 보였고, 이후 연구에서 인간은 그러한 [citation needed]자극으로부터 즐거운 감각을 보고하였다.쥐들이 레버를 눌러 보상 시스템을 자극할 수 있는 스키너 박스에서 실험을 했을 때, 쥐들은 몇 [96]시간 동안 압박을 가했다.다음 20년 동안의 연구는 도파민이 이러한 지역에서 신경 신호를 돕는 주요 화학물질 중 하나이며, 도파민은 뇌의 "쾌락 화학 물질"[97]로 제안되었습니다.

Ivan Pavlov는 고전적인 컨디셔닝 연구를 위해 보상 시스템을 사용한 심리학자였다.파블로프는 개들이 종소리를 듣거나 다른 자극을 받은 후에 먹이를 주는 보상 제도를 이용했다.파블로프는 개들에게 상을 주고 있어서 개들은 음식, 보상, 종,[98] 자극을 연상시켰다.에드워드 L.Thorndike는 오퍼런트 컨디셔닝 연구를 위해 보상 시스템을 사용했습니다.그는 고양이를 퍼즐 상자에 넣고 고양이가 도망치기를 원하도록 상자 밖에 음식을 놓아두는 것으로 시작했다.고양이들은 먹이를 찾기 위해 퍼즐 박스에서 나오려고 노력했다.비록 고양이들이 상자를 탈출한 후에 먹이를 먹었지만, 손다이크는 고양이들이 먹이의 보상 없이 상자를 탈출하려고 시도했다는 것을 알게 되었다.손다이크는 고양이의 보상 체계를 자극하기 위해 음식과 자유의 보상을 이용했다.손다이크는 고양이들이 어떻게 상자에서 탈출하는 법을 [99]배웠는지 보기 위해 이것을 사용했다.

기타종

동물들은 막대를 눌러 중뇌 테그넘이나 핵에 직접 아편제를 주입하는 것을 빠르게 배운다.중임신 경로의 도파민 작동성 뉴런이 비활성화되면 동일한 동물이 아편제를 얻기 위해 작용하지 않는다.이런 관점에서, 동물들도 인간과 마찬가지로 도파민 분비를 증가시키는 행동을 합니다.

감정 신경과학의 연구원인 켄트 베리지(Kent Berridge)는 단맛과 쓴맛은 뚜렷한 얼굴 표정을 만들어냈으며, 이러한 표현들은 인간 신생아, 오랑우탄, 그리고 쥐들에 의해 비슷하게 나타난다는 것을 발견했다.이것은 즐거움(특히 좋아하는 것)이 객관적인 특징을 가지고 있고 다양한 동물 종에 걸쳐 본질적으로 동일하다는 증거였다.대부분의 신경과학 연구는 보상에 의해 더 많은 도파민이 방출될수록 보상은 더 효과적이라는 것을 보여주었다.이것은 쾌락적 영향이라고 불리며, 보상을 위한 노력과 보상 자체에 의해 바뀔 수 있습니다.베릿지는 도파민 시스템을 차단하는 것이 (표정으로 측정되는) 단 것에 대한 긍정적인 반응을 바꾸지 않는 것 같다는 것을 발견했습니다.즉, 당분의 양에 따라 쾌락의 영향이 달라지지 않았습니다.이것은 도파민이 쾌락을 매개한다는 기존의 가정을 무시했다.더 강력한 도파민 변화에도 불구하고, 데이터는 [100]일정하게 유지되는 것처럼 보였다.그러나 2019년 1월 도파민 전구체(레보도파), 길항제(리스페리돈) 및 음악에 대한 보상 반응에 대한 위약의 영향을 평가한 임상 연구는 주관적 등급뿐만 아니라 전기피부 활동의 변화에 의해 측정된 바와 같이 음악에 대한 쾌락 정도를 포함하여 조작이 가능하다는 것을 발견했다.도파민 신경 전달의 이온은 인간 [101][102]피험자의 쾌락 인지(특히 음악의 쾌락적 영향)를 양방향으로 조절한다.이 연구는 도파민 신경 전달의 증가가 인간의 [101][102]음악에 대한 쾌락적인 반응을 위한 정현상으로 작용한다는 것을 증명했다.

Berridge는 보상의 부족한 측면에 대처하기 위해 인센티브 경험 가설을 개발했습니다.그것은 약물이 더 이상 행복감을 만들어내지 않을 때에도 약물 중독자에 의한 강박적인 약물 복용과 개인이 금단 과정을 거친 후에도 경험하는 갈망들을 설명한다.일부 중독자들은 약물에 의해 야기된 신경 변화와 관련된 특정 자극에 반응한다.뇌의 이러한 민감성은 원하는 반응과 좋아하는 반응이 일어나기 때문에 도파민의 영향과 유사하다.인간과 동물의 뇌와 행동은 보상 체계와 관련하여 유사한 변화를 경험합니다. 왜냐하면 이러한 시스템은 매우 [100]두드러지기 때문입니다.

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레퍼런스

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    그림 3: 동기가 부여된 '원하는' 신경 회로와 쾌락적인 '좋아하는' 신경 회로}}
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    On the other hand, intense euphoria is harder to come by than everyday pleasures. The reason may be that strong enhancement of pleasure – like the chemically induced pleasure bump we produced in lab animals – seems to require activation of the entire network at once. Defection of any single component dampens the high.
    Whether the pleasure circuit – and in particular, the ventral pallidum – works the same way in humans is unclear.
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    Cue-triggered 'wanting’ for the UCS
    A brief CS encounter (or brief UCS encounter) often primes a pulse of elevated motivation to obtain and consume more reward UCS. This is a signature feature of incentive salience.
    Cue as attractive motivational magnets
    When a Pavlovian CS+ is attributed with incentive salience it not only triggers 'wanting’ for its UCS, but often the cue itself becomes highly attractive – even to an irrational degree. This cue attraction is another signature feature of incentive salience ... Two recognizable features of incentive salience are often visible that can be used in neuroscience experiments: (i) UCS-directed 'wanting’ – CS-triggered pulses of intensified 'wanting’ for the UCS reward; and (ii) CS-directed 'wanting’ – motivated attraction to the Pavlovian cue, which makes the arbitrary CS stimulus into a motivational magnet.
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    The brain reward circuitry that is targeted by addictive drugs normally mediates the pleasure and strengthening of behaviors associated with natural reinforcers, such as food, water, and sexual contact. Dopamine neurons in the VTA are activated by food and water, and dopamine release in the NAc is stimulated by the presence of natural reinforcers, such as food, water, or a sexual partner. ...
    The NAc and VTA are central components of the circuitry underlying reward and memory of reward. As previously mentioned, the activity of dopaminergic neurons in the VTA appears to be linked to reward prediction. The NAc is involved in learning associated with reinforcement and the modulation of motoric responses to stimuli that satisfy internal homeostatic needs. The shell of the NAc appears to be particularly important to initial drug actions within reward circuitry; addictive drugs appear to have a greater effect on dopamine release in the shell than in the core of the NAc.
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    The strong correlation between chronic drug exposure and ΔFosB provides novel opportunities for targeted therapies in addiction (118), and suggests methods to analyze their efficacy (119). Over the past two decades, research has progressed from identifying ΔFosB induction to investigating its subsequent action (38). It is likely that ΔFosB research will now progress into a new era – the use of ΔFosB as a biomarker. ...
    Conclusions
    ΔFosB is an essential transcription factor implicated in the molecular and behavioral pathways of addiction following repeated drug exposure. The formation of ΔFosB in multiple brain regions, and the molecular pathway leading to the formation of AP-1 complexes is well understood. The establishment of a functional purpose for ΔFosB has allowed further determination as to some of the key aspects of its molecular cascades, involving effectors such as GluR2 (87,88), Cdk5 (93) and NFkB (100). Moreover, many of these molecular changes identified are now directly linked to the structural, physiological and behavioral changes observed following chronic drug exposure (60,95,97,102). New frontiers of research investigating the molecular roles of ΔFosB have been opened by epigenetic studies, and recent advances have illustrated the role of ΔFosB acting on DNA and histones, truly as a molecular switch (34). As a consequence of our improved understanding of ΔFosB in addiction, it is possible to evaluate the addictive potential of current medications (119), as well as use it as a biomarker for assessing the efficacy of therapeutic interventions (121,122,124). Some of these proposed interventions have limitations (125) or are in their infancy (75). However, it is hoped that some of these preliminary findings may lead to innovative treatments, which are much needed in addiction.
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    표 1: 약물 또는 천연 강화제에 노출된 후 관찰된 가소성 요약"
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    그림 4: 유전자 발현 약물 조절 후생학적 기초
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  88. ^ Young, Anticevic & Barch 2018, p. 215a." 최근 몇 가지 리뷰(예: Cohen and Minor, 2010)에 따르면 정신분열증 환자는 영향 제거 자극 및 기타 온전한 반응 지표에 대해 비교적 온전한 자기 보고 감정 반응을 보인다.정신분열증에서 다른 유형의 기분 좋은 자극에 대한 뇌 반응을 검사하는 기능성 신경영상 연구(Paradiso et al., 2003)에서 더 혼합된 그림이 나타난다."
  89. ^ 영,Anticevic&Barch 2018년,p. 215b,"As 그런 것은 별로 놀라운 일은 행동적 연구가 제안 강화 학습입니다의 정신 분열 때 학습이 상대적으로 암시적( 하지만,., 2008년 장애인 직렬 반응 시간 작업의 증거를 학습 Siegert(알을 참조하십시오), 하지만 더 손상된 때 명시적 표현 방법의 sti.mulu보상 우발상황이 필요하다(Gold 등, 2008 참조).이러한 패턴으로 인해 선조적으로 중재된 점진적인 강화 학습 시스템이 정신분열증에서는 온전할 수 있는 반면 온라인으로 피질적으로 중재된 학습 시스템은 손상되었을 수 있다는 이론이 대두되었습니다."
  90. ^ 영,Anticevic&Barch 2018년 페이지의 주 216,"우리는 최근 보상에 대한 정보를 외부적으로 아닐 때 내부적으로(Mann(알., 2013년)유지해야 한다, 장애에 DLPFC에 약간의 증거와striatal하는 동안 접하고 있는은 정신 분열증을 가진 개인 향상된 인지 제어 성능을 보여 줄 수 있다고 나왔습니다.int개인의 동기 차이와 관련된 보상 정보의 유지(Chung and Barch, 2016)"
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외부 링크

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