Behavioural hyperactivity and risk-taking in young-adult male mice correlate with increased dopamine release in dorsal, but not ventral, striatum

De tienerjaren zijn een periode van diepgaande verandering, niet alleen voor mensen maar voor veel dieren. Het is een periode die wordt gekenmerkt door een golf van nieuwsgierigheid, een bereidheid om risico's te nemen en een rusteloze energie die jonge wezens ertoe aanzet de wereld buiten hun vertrouwde grenzen te verkennen. Hoewel deze gedragingen hen helpen bij de overgang naar onafhankelijke volwassenen, brengen ze ook een grotere kans op problemen met zich mee, wat soms de weg vrijmaakt voor latere problemen met de mentale gezondheid. Wetenschappers vermoeden al lang dat een specifieke chemische boodschapper in de hersenen, bekend als dopamine, een centrale rol speelt in deze verschuiving. Dopamine wordt vaak gekoppeld aan gevoelens van beloning en motivatie, en de activiteit ervan verandert naarmate de hersenen rijpen. De exacte geschiedenis van hoe dit chemische systeem zich ontwikkelt, is echter onduidelijk gebleven. Onderzoekers waren het oneens over wanneer deze veranderingen plaatsvinden, of ze mannen en vrouwen anders beïnvloeden, en welke specifieke delen van de hersenen betrokken zijn. Een belangrijke bron van verwarring was de manier waarop wetenschappers "volwassen" definieerden in hun experimenten; veel studies behandelden muizen die pas twee maanden oud waren als volledig volgroeid, waardoor subtiele maar cruciale ontwikkelingen die vlak na die leeftijd plaatsvinden, mogelijk werden gemist.

Om deze verwarring op te helderen, richtte een team van onderzoekers zijn aandacht op de hersenen van muizen, waarbij ze nauwkeurig keken naar het verschil tussen adolescentie en jonge volwassenheid. Ze concentreerden zich op twee afzonderlijke gebieden binnen het striatum, een diepe hersenstructuur die betrokken is bij beweging en besluitvorming. Het ene gebied, het dorsale striatum, is nauwer verbonden met gewoonten en fysieke handelingen, terwijl het andere, het ventrale striatum, verbonden is met emoties en beloningen. De wetenschappers wilden zien hoe dopamine wordt vrijgegeven in deze twee regio's naarmate muizen groeien van twee maanden oud, wat hun tienerfase is, naar vier maanden oud, wat de jonge volwassenheid vertegenwoordigt. Ze wilden ook zien of deze veranderingen bij mannetjes en vrouwtjes anders verliepen. Om een nauwkeurig beeld te krijgen, gebruikten ze een speciale, ultrasnelle beeldtechniek waarmee ze dopamine in real time konden observeren terwijl deze werd vrijgegeven in hersensneden van de muizen. Ze blokkeerden zorgvuldig andere chemische signalen in de hersenen om er zeker van te zijn dat ze alleen de dopamine mat die rechtstreeks afkomstig was van de zenuwcellen zelf.

De resultaten onthulden een duidelijk en specifiek patroon dat in eerdere studies verborgen was gebleven. Bij mannetjesmuizen nam de hoeveelheid dopamine die in het dorsale striatum werd vrijgegeven aanzienlijk toe tussen de leeftijd van twee maanden en vier maanden. Deze biologische verandering vond plaats op hetzelfde moment dat de mannelijke muizen meer beweging en een grotere bereidheid tot het nemen van risico's in hun gedrag vertoonden. In contrast hiermee vertoonde het ventrale striatum niet dezelfde toename in dopamineafgifte, noch vertoonde het veranderingen die gerelateerd waren aan leeftijd of geslacht. De onderzoekers controleerden ook of andere chemische systemen in de hersenen deze verschillen niet veroorzaakten, en zij vonden dat de veranderingen specifiek waren voor de dopamine-neuronen zelf. Deze manspecifieke piek in de dorsale regio suggereert dat de belonings- en bewegingssystemen van de hersenen niet allemaal even snel of op dezelfde manier rijpen.

Deze ontdekking helpt verklaren waarom eerdere studies tegenstrijdige rapporten hadden opgeleverd. Door twee maanden oude muizen als volledig volwassen te behandelen, hebben eerdere onderzoeken waarschijnlijk het venster gemist waarin deze cruciale veranderingen plaatsvinden bij mannetjes. De bevindingen laten zien dat de overgang naar volwassenheid een regio-specifieke en geslacht-specifieke update omvat van hoe de hersenen met dopamine omgaan. Voor mannelijke muizen lijkt de rijping van het dorsale striatum een essentieel onderdeel van de ontwikkelingsreis te zijn, die de toegenomen activiteit en risicobereidheid ziet die in de jonge volwassenheid worden waargenomen. Dit werk benadrukt dat wetenschappers, om de ontwikkeling van de hersenen echt te begrijpen, naar de juiste leeftijd, het juiste geslacht en het juiste deel van de hersenen moeten kijken, in plaats van ervan uit te gaan dat het hele systeem tegelijkertijd verandert.