Как серотонина влияе на поведението?

За да може нервната система да функционира, невроните трябва да комуникират помежду си и да предават сигнали с помощта на невротрансмитери. Това става в специални пространства, наречени синапси, където невротрансмитерите активират рецепторите на други неврони. Един от тези невротрансмитери е серотонинът, който се синтезира от есенциалната аминокиселина триптофан в специалните клетки. Процесът на синтез на серотонинът включва редица стъпки, като крайният резултат е производството на 5-хидрокситриптамин (5-НТ, серотонин). 

Регулирането на скоростта на учене е много важно за концепция  гъвкавост/флексабилност и избора на поведение. Когато се учим от последиците на нашите действия, това наричаме асоциативно учене. За да се учим ефективно, първоначално в спокойна среда, е препоръчително да учим качествено. В противен случай, ако трябва да учим в среда с много стимули, заучаването на ново поведение може да бъде трудно.

5-хидрокситриптаминът е невротрансмитер, който играе роля както в централната нервна система, така и в периферните структури. Действията на 5-НТ се медиират от различни типове рецептори и се завършват от единичен 5-НТ транспортер (SERT). Следователно SERT е основен механизъм, който регулира плазмените нива на 5-НТ, за да предотврати вазоконстрикция и по този начин да осигури стабилен кръвен поток, където можем да съдим за множеството функции които изпълнява серотонина. Въпреки че концентрацията му в червата покрива повече от 90% от всички ресурси на серотонина в организма, той е известен главно като невротрансмитер, който участва в патологията на психичните заболявания и начина на заучаване на информация.Серотонинът участва не само в модулирането на невроните на централната нервна система, но и в предаването на болката, мускулната подвижност в червата, бронхите, матката и периферните съдове.

Синтезът на серотонин започва от хидроксилиране на перорално доставен триптофан (чрез храната), последвано от декарбоксилиране. Серотонинът действа чрез множество видове рецептори и играе роля при няколко нервни, умствени и други хронични заболявания, както и при дисфункции на храносмилателната система както при хора, така и при животни. 5-HT (5-хидрокситриптаминът) действа като паракринен хормон и растежен фактор. Рецепторите на 5-HT както в мозъка, така и в червата, са мишени за лекарства, които модифицират невротрансмисията на серотонина. Серотонинът играе роля в това как мозъка възприема и обработва дадено поведение. 

Основните двигатели на мотивацията и поведението са невробиологичните механизми, които управляват обработката на социалното влияние и социалната адаптация. Това означава, че нашето поведение се определя от придаването на стойност на определени реакции и обработката на сигналите за възнаграждение. Тези механизми включват взаимодействието на мотивационни и когнитивни системи, които се формират от нашия социален опит. Ако някоя от тези системи е нарушена, това може да доведе до проблеми в нашето социално функциониране и поведение. Например, стресираните кучета могат да имат проблеми с дефекацията и да бъдат неспокойни. 

Серотонинът има отношение в обработката и асоциацията при ученето на бъдещи поведения. Когато получим резултат, който е по-добър от очаквания, това се нарича положителен (RPE). Ако резултатът е по-лош от очаквания, това се нарича отрицателен (RPE). Нашето учене от резултатите на решенията включва интегрирането на миналия ни опит в ценностната система и способността ни да актуализираме нашите представяния и стойности въз основа на тези PE сигнали. 5-HT кодира величината на PEs, но не разграничава между положителни и отрицателни PEs.

Мозъчните региони, които са задействани в изграждането на дадено поведение, имат силна връзка със системата за възнаграждаване, което ги насочва към адаптивни предимства, като прилагат асоциативното учене и вземат решения на база ценностите на съответния индивид. Серотонинът има регулираща функция в процеса на вземане на решения, основано на стойност, като модулира процеса на интегриране и възприемане на информация. Предполага се, че 5-HT сигналите от определени зони в мозъка насочват субективността в сигналите за оценка и модулират процеса на оценка на стойността. Следователно системата на 5-HT участва в актуализирането на стойността и формирането на представления за бъдещи действия чрез нова информация.  

Библиография:

Cools, R., & D'Esposito, M. (2011). Inverted-U–shaped dopamine actions on human working memory and cognitive control. Biological psychiatry, 69(12), e113-e125.

Dayan, P., & Huys, Q. J. (2009). Serotonin in affective control. Annual review of neuroscience, 32, 95-126.

Schweighofer, N., Doya, K., & Kuroda, S. (2018). Serotonin and dopamine: unifying affective, activational, and decision functions. Neuropsychopharmacology, 43(1), 39-49.Guzel, T., & Mirowska-Guzel, D. (2022). The Role of Serotonin Neurotransmission in Gastrointestinal Tract and Pharmacotherapy. Molecules, 27(5), 1680. https://doi.org/10.3390/molecules27051680Diertler, P., Vollenweider, F., & Preller, K. (2022). A neurobiological perspective on social influence: Serotonin and social adaptation. Journal of Neurochemistry, 00, 1-20.Giovanni, M., Tam, H., Valet, C., Xu, Y., Looney, M., & Cyster, J. (2022). GPR35 promotes neutrophil recruitment in response to serotonin metabolite 5-HIAA. Cell, 185(5), 815-830.e19. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.01.010Grossman, C., Bari, B., & Cohen, J. (2022). Serotonin neurons modulate learning rate through uncertainty. Current Biology, 32(3), 586-599.e7. https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.12.006Carajal, C., Reneaux, M., Tcumatchenko, T., & Clopath, C. (2022). Dopamine and serotonin interplay for valence-based spatial learning. Cell Reports, 39(2), 110645. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110645Leknes, S., & Tracey, I. (2008). A common neurobiology for pain and pleasure. Nature Reviews Neuroscience, 9(4), 314-320. https://doi.org/10.1038/nrn2333Shimizu, M., & Yamamoto, T. (2020). Serotonergic modulation of reward processing. In B. Carli, P. J. Kenny, & T. N. Chase (Eds.), Serotonin: A chemical messenger between all types of living cells (pp. 293-307). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22363-4_14