Een recent onderzoek bij muizen bracht een team van onderzoekers in Japan tot de overtuiging dat psychose kan worden veroorzaakt door problemen met gespecialiseerde zenuwcellen diep in de hersenen in combinatie met een bepaald soort leergedrag. De onderzoekers hopen dat hun onderzoek een (nieuw) inzicht biedt op het ontstaan van wanen bij patiënten met psychose of schizofrenie met als doel om (nieuwe) manieren te ontdekken om hen te helpen.
Psychose is een psychische aandoening met een lange geschiedenis die diep ingrijpt op het leven van mensen die het treft. Psychose wordt al in de 4e eeuw voor Christus beschreven door Hippocrates. De psychotische toestand die gepaard gaat met hallucinaties, wanen en wanordelijk denken vormt een existentiële bedreiging.
Een team van onderzoekers stelt nu voor dat psychose gepaard gaat met een defecte neurale signalering in een diep hersengebied het ventrale striatum genoemd tijdens een gedrag dat discriminatie-leren wordt genoemd.
De onderzoekers onderzochten hoe muizen toekomstige beloningen in hun omgeving voorspellen. Dit soort gedrag heet beloningsleren. Ook bij mensen en andere zoogdieren doet dit leerproces zich voor.
Beloningsleren gaat gepaard met biochemische processen. Zo komt de neurotransmitter (een chemische boodschapper) dopamine vrij die wordt afgegeven aan een eiwit in de hersenen met de naam dopamine D1-receptor (D1R) dat een toekomstige beloning signaleert. Maar het team zocht vooral naar een tweede dopaminesignaal. Het signaal dat alleen optreedt wanneer de verwachte beloning niet uitkomt: de beloningsomissie (niet ingeloste beloningsverwachting).
De onderzoekers vermoedden dat dit signaal – voor het niet uitkomen van beloningen – zich afspeelt in de neuronen (zenuwcellen) van het ventraal striatum waar zich de tegenhanger D1R bevindt: de dopamine D2-receptor (D2R). Toevallig blijkt D2R de belangrijkste hersenreceptor voor bijna elk antipsychoticum dat tot nu toe wordt toegepast.
Het team toonde aan dat een niet ingeloste beloningsverwachting (beloningsomissie) een dopamine-dip veroorzaakt: een plotselinge, kortstondige – minder dan een seconde – daling van het dopamineniveau.
Zulke dips lijken bij te dragen aan stimulus-respons-leren (SRLeren, discrimination learning) waardoor dieren en mensen situaties in verband brengen met een beloning of een straf (kachel vastpakken: auw!, niet meer doen).
Met behulp van optogenetica konden de onderzoekers de effecten van dopaminedips op leergedrag in kaart brengen. Daardoor ontdekten ze dat het SRLeren – door de dopaminedips veroorzaakt – het beloningsleren verfijnde.
Verband met psychose
Om een verband te leggen met psychose, dienden de auteurs meth (methamfetamine) – een drug die psychose opwekt – toe aan de muizen. Daardoor werden zowel de dopaminedips als het SR-leren verstoord. Het resultaat was dat de muizen extreme gedragingen en dopamine-reacties gingen vertonen, vergelijkbaar met een psychose bij mensen. Deze effecten konden worden voorkomen met een antipsychotisch middel dat de D2R-activiteit blokkeert.
“Als D2R-signalering en SR-leren verstoord zijn, kunnen mensen wellicht niet de juiste betekenis toekennen aan gebeurtenissen, objecten of mensen in hun omgeving. Angsten en onzekerheden kunnen die leemte opvullen”, zegt teamlid Yagishita. “Zo ontstaan vervolgingswaanvoorstellingen (extreme paranoia) door kwaadwillende intenties toe te schrijven aan vreemden die geen bedreiging vormen.”
De auteurs denken met hun onderzoek een nieuw venster op psychose te hebben geopend. Anti-psychotische medicijnen doen hun werk door de dopamine-dips en daardoor SR-leren te herstellen.
Opmerkingen
Onderzoeksteam
Het onderzoeksteam bestond uit onderzoekers van het International Research Center for Neurointelligence (IRCN), de Graduate School of Medicine van de University of Tokyo en de Graduate School of Informatics van de Kyoto University
Artikel
Iino, Y., Sawada, T., Yamaguchi, K., Tajiri, M., Ishii, S., Kasai, H., Yagishita, S. Dopamine D2 receptors in discrimination learning and spine enlargement. Nature, 2020/03/19.
– https://tinyurl.com/sac35r9
Dick Schrauwen (bewerking van https://tinyurl.com/ry7329d)