Dopamine is een neurotransmitter die een rol speelt bij veel hersenfuncties, waaronder beloning, motivatie en aandacht. Het is ook betrokken bij bepaalde neurologische aandoeningen, zoals de ziekte van Parkinson en schizofrenie.

Neurowetenschappers zijn al lang geïnteresseerd in het begrijpen hoe dopamine de hersenactiviteit beïnvloedt. Het was echter moeilijk om dopamine te bestuderen, omdat het in zeer kleine hoeveelheden vrijkomt en het moeilijk is om de activiteit ervan in de hersenen te meten.

Een nieuwe technologie genaamd optogenetica heeft het mogelijk gemaakt om dopamine in meer detail te bestuderen. Optogenetica gebruikt licht om de activiteit van neuronen te controleren. Door licht op specifieke neuronen te laten schijnen, kunnen wetenschappers deze aan- of uitschakelen en observeren hoe dit de hersenen beïnvloedt.

Optogenetica is op verschillende manieren gebruikt om dopamine te bestuderen. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld optogenetica gebruikt om aan te tonen dat dopamine-neuronen worden geactiveerd wanneer dieren beloningen ontvangen. Ze hebben ook aangetoond dat dopamine-neuronen betrokken zijn bij besluitvorming en aandacht.

Optogenetica is een krachtig hulpmiddel dat neurowetenschappers helpt beter te begrijpen hoe dopamine de hersenactiviteit beïnvloedt. Dit onderzoek zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor neurologische aandoeningen die de dopaminesignalering beïnvloeden.

Hier zijn enkele specifieke voorbeelden van hoe optogenetica is gebruikt om dopamine te bestuderen:

* In 2013 gebruikte een team wetenschappers van de Universiteit van Californië, San Francisco, optogenetica om aan te tonen dat dopamine-neuronen worden geactiveerd wanneer dieren beloningen ontvangen. De onderzoekers implanteerden optogenetische sondes in het ventrale tegmentale gebied (VTA) van ratten, een hersengebied dat veel dopamine-neuronen bevat. Vervolgens trainden ze de ratten om een ​​lichtsignaal te associëren met een beloning, zoals een druppel suikerwater. Toen de ratten het lichtsignaal zagen, werden hun dopamineneuronen geactiveerd en likten ze aan de tuit om de beloning te ontvangen.

* In 2015 gebruikte een team wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology optogenetica om aan te tonen dat dopamine-neuronen betrokken zijn bij de besluitvorming. De onderzoekers implanteerden optogenetische sondes in het striatum van muizen, een hersengebied dat betrokken is bij de besluitvorming. Vervolgens trainden ze de muizen om keuzes te maken tussen twee verschillende opties, zoals een kleine beloning of een grotere beloning die moeilijker te verkrijgen was. Toen de muizen de keuze kregen, activeerden de onderzoekers hun dopamineneuronen met behulp van optogenetica. Dit zorgde ervoor dat de muizen eerder geneigd waren de grotere beloning te kiezen, ook al was deze moeilijker te verkrijgen.

* In 2017 gebruikte een team wetenschappers van de Universiteit van Cambridge optogenetica om aan te tonen dat dopamine-neuronen betrokken zijn bij aandacht. De onderzoekers implanteerden optogenetische sondes in de prefrontale cortex van apen, een hersengebied dat betrokken is bij aandacht. Vervolgens trainden ze de apen om een ​​visuele aandachtstaak uit te voeren, zoals het vinden van een verborgen voorwerp in een rommelige scène. Toen de apen de taak uitvoerden, activeerden de onderzoekers hun dopamine-neuronen met behulp van optogenetica. Hierdoor was de kans groter dat de apen het verborgen voorwerp zouden vinden.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van hoe optogenetica is gebruikt om dopamine te bestuderen. Dit onderzoek levert nieuwe inzichten op in de rol van dopamine in de hersenfunctie en zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor neurologische aandoeningen die de dopaminesignalering beïnvloeden.