Σύστημα Ανταμοιβής στον Εγκέφαλο Addiction is a chronic brain disease expressed as compulsive behavior within a social context. This presentation is designed to provide an overview of the neurobiology of addiction for people working in criminal justice and drug abuse treatment settings.

Το σύστημα ανταμοιβής συνδυάζει: (i) μάθηση των περιβαλλοντικών στοιχείων που προβλέπουν ανταμοιβή, (ii) μάθηση της σχετικής αξίας διαφορετικών τύπων ανταμοιβής, (iii) εστίαση της προσοχής σε στοιχεία που προβλέπουν ανταμοιβή, και (iv) κινητοποίηση για δράση με βάση αυτά τα στοιχεία.

Το σύστημα ανταμοιβής: Το σύστημα είναι πιο ευαίσθητο στις αντιθέσεις παρά στο πραγματικό εύρος των διαφορών. Κάνει συγκρίσεις σε μικρο-χρονική κλίμακα (όχι σε βάθος χρόνου). Μαθαίνει να εστιάζει σε στοιχεία που προβλέπουν την επανεμφάνιση ευχάριστων εκπλήξεων παρά ανταμοιβών με την καθημερινή έννοια.

Κυκλώματα Ανταμοιβής Αξία Ανταμοιβής Ανασταλτικός Έλεγχος Κινητοποίηση Μάθηση Μνήμη Brain circuits are affected by drug abuse and addiction. The areas depicted contain the circuits that underlie feelings of reward, learning and memory, motivation and drive, and inhibitory control. Each of these brain areas and the behaviors they control must be considered when developing strategies to treat drug addiction. PFC – prefrontal cortex; ACG – anterior cingulate gyrus; OFC – orbitofrontal cortex; SCC – subcallosal cortex; NAcc – nucleus accumbens; VP – ventral pallidum; Hipp – hippocampus; Amyg – amygdala

Ντοπαμινεργικά κυκλώματα Εμπλεκόμενα στην Ανταμοιβή (& τον Εθισμό) Καθαυτό Κύκλωμα Ανταμοιβής - Nucleus Accumbens and Ventral Pallidum Κύκλωμα Κινητοποίησης - Orbitofrontal Cortex Κυκλώματα Ελέγχου - Prefrontal Cortex & Anterior Cingulate Gyrus Κύκλωμα Μάθησης & Μνήμης - Amygdala & Hippocampus

Έλεγχος του συστήματος ανταμοιβής Κυκλώματα σε πρόσθιες εγκεφαλικές περιοχές αναστέλλουν τις παρορμήσεις γνωσιακά και συναισθηματικά (φόβος του ρίσκου).

Functions reward (motivation) pleasure,euphoria motor function (fine tuning) compulsion perserveration decision making Two of the brain-signaling pathways targeted by drugs of abuse transmit dopamine and serotonin: Dopamine and serotonin are chemicals (also known as neurotransmitters) that are normally involved in communication between neurons in the brain. Abused substances can influence functions modulated by either or both of these chemicals. Dopamine is found in numerous brain areas (blue) related to pleasure, motivation, motor function, and saliency of stimuli or events. Serotonin, (red) plays a role in learning, memory, sleep, and mood.

Σύστημα Ανταμοιβής Αυτοδιέγερση σε αρουραίους

Η ενεργοποίηση του συστήματος ανταμοιβής είναι ιδιαίτερα ισχυρή Οι αρουραίοι αγνοούν ο,τιδήποτε άλλο Η επίδραση της διέγερσης δεν κορένυται Σχηματισμός μνήμης

Η Ντοπαμίνη εμπλέκεται στο σύστημα ανταμοιβής Ηλεκτρική διέγερση οδηγεί σε απελευθέρωση DA στον επικλινή πυρήνα Αυτοχορήγηση αγωνιστών DA στον επικλινή πυρήνα από αρουραίους Ανταγωνιστές DA μειώνουν την αυτοδιέγερση σε αρουραίους.

This slide and the one that follows show how neurotransmission works specifically for dopamine. In this slide, dopamine is contained in vesicles in the first neuron. Dopamine receptors are present on the second neuron.

Η φυσική ανταμοιβή αυξάνει τα επίπεδα ντοπαμίνης FOOD SEX 200 200 NAc shell 150 150 DA Concentration (% Baseline) 100 100 15 5 10 Copulation Frequency % of Basal DA Output Empty 50 Box Feeding Natural rewards increase dopamine neurotransmission. For example, eating something that you enjoy or engaging in sexual behavior can cause dopamine levels to increase. In these graphs, dopamine is being measured inside the brains of animals, its increase shown in response to food or sex cues. This basic mechanism has been carefully shaped and calibrated by evolution to reward normal activities critical for survival. 60 120 180 Female Present Time (min) 1 2 3 4 5 6 7 8 Sample Number Mounts Intromissions Ejaculations Di Chiara et al., Neuroscience, 1999. Fiorino and Phillips, J. Neuroscience, 1997.

Η κοκαΐνη αυξάνει τα επίπεδα DA στη σύναψη, οδηγώντας στο αίσθημα ευφορίας But what happens when a person takes a drug? This slide shows how cocaine is able to alter activity in the synapse. Cocaine, shown in green, attaches to dopamine transporters, preventing dopamine from being taken back up by the first neuron. This means dopamine remains in the synapse for a longer period of time where it can continue to stimulate the receptors of the second neuron. This amount of dopamine in the synapse is far greater than the increases that normally occur when a person does something enjoyable, and is what produces the euphoria initially experienced by cocaine abusers, as well as the risk for abuse.

Επίδραση Εθιστικών Ουσιών στα Επίπεδα DA 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1 2 3 4 5 hr Time After Amphetamine % of Basal Release DA DOPAC HVA Accumbens AMPHETAMINE 100 200 300 400 1 2 3 4 5 hr Time After Cocaine % of Basal Release DA DOPAC HVA Accumbens COCAINE 100 150 200 250 1 2 3 hr Time After Nicotine % of Basal Release Accumbens Caudate NICOTINE 100 150 200 250 1 2 3 4 5hr Time After Morphine % of Basal Release Accumbens 0.5 1.0 2.5 10 Dose (mg/kg) MORPHINE Drugs of abuse increase dopamine neurotransmission. All the drugs depicted in this slide have different mechanisms of action; however, all increase activity in the reward pathway by increasing dopamine neurotransmission. Because drugs activate these brain regionsusually more effectively than natural rewardsthey have an inherent risk of being abused. Di Chiara and Imperato, PNAS, 1988

Επίδραση Αμφεταμίνης στα Επίπεδα DA 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1 2 3 4 5 hr Time After Amphetamine % of Basal Release DA DOPAC HVA Accumbens AMPHETAMINE Drugs of abuse increase dopamine neurotransmission. All the drugs depicted in this slide have different mechanisms of action; however, all increase activity in the reward pathway by increasing dopamine neurotransmission. Because drugs activate these brain regionsusually more effectively than natural rewardsthey have an inherent risk of being abused. Υψηλότερη απελευθέρωση DA από οποιαδήποτε εθιστική ουσία – Προκαλεί νευροτοξικότητα Di Chiara and Imperato, PNAS, 1988

Οι εθιστικές ουσίες αυξάνουν τα επίπεδα ντοπαμίνης πολύ περισσότερο από ό,τι ερεθίσματα που προκαλούν φυσική ανταμοιβή και για αυτό τα άτομα επιδιώκουν να τις πάρουν ξανά Μάθηση

1. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του συστήματος ανταμοιβής; 2. Σε ποια υποσυστήματα υποδιαιρείται το σύστημα ανταμοιβής και ποια η λειτουργία τους; 3. Πώς σχετίζεται η ντοπαμίνη με το σύστημα ανταμοιβής;