Forscher des Massachusetts General Hospital unter der Leitung von Joshua Roffman haben herausgefunden, wie Dopaminrezeptoren das Arbeitsgedächtnis oder Arbeitsgedächtnis im Gehirn unterstützen. Insbesondere wurde gezeigt, dass Dopamin kognitive Ressourcen umleitet, um wesentliche Gehirnfunktionen aufrechtzuerhalten. Die Forschung wird in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Dopamin, ein Neurotransmitter, der Verbindungen zwischen Neuronen vermittelt, ist nicht nur für Belohnungs- oder Vergnügungsgefühle verantwortlich, sondern spielt auch eine Rolle bei der Verlagerung der Aufmerksamkeit von einem Stadium kognitiver Aktivität auf ein anderes. Mit anderen Worten, ein Mangel an Dopamin führt zu Lethargie und Trägheit einer Person. Im präfrontalen Kortex des Gehirns bildet Dopamin Signalwege, die für die Funktion des Arbeitsgedächtnisses erforderlich sind. Der Neurotransmitter bindet an die entsprechenden Proteine - Dopaminrezeptoren, die ein Signal in das Neuron übertragen.
Es gibt jedoch ein anderes Netzwerk im präfrontalen Kortex - das Standardnetzwerk, das nicht mit der Problemlösung zusammenhängt. Wenn eine Person mathematische Ausdrücke löst, muss das Standardnetzwerk stummgeschaltet werden, um andere neuronale Schaltkreise zu aktivieren. Die Mechanismen dieses Schalters blieben jedoch unbekannt.
Um dieses Problem zu lösen, untersuchten Wissenschaftler das Gehirn von 100 Menschen, die einfache mentale Aufgaben ausführten, um das Arbeitsgedächtnis zu testen. Gleichzeitig wurden Freiwillige mittels Positronenemissionstomographie gescannt, um die Synthese von Dopamin, seine Freisetzung durch Neuronen und seine Verbindung mit Rezeptoren zu analysieren. Es stellte sich heraus, dass die Dichte der Dopaminrezeptoren im präfrontalen Kortex eindeutig damit zusammenhängt, wie gut das Standardnetzwerk und das frontoparietale Netzwerk, die an der Funktion des Arbeitsgedächtnisses beteiligt sind, getrennt sind.
Die Ergebnisse könnten den Forschern helfen zu verstehen, wie Unterbrechungen der Dopaminsignalisierung die Aktivität kortikaler Netzwerke bei Schizophrenie und anderen neuropsychiatrischen Erkrankungen beeinflussen.
Das Arbeitsgedächtnis ist eine Form des Gedächtnisses, bei der die Informationen berücksichtigt werden, die zur Erfüllung aktueller Aufgaben erforderlich sind, z. B. zum Lösen eines mathematischen Ausdrucks oder zum Verstehen eines komplexen Problems.
