보상 기능, 도파민

도파민은 다양한 종류의 동물 중추 신경계에서 호르몬과 신경 전달 물질로 작용하고 있다. 신경전달물질로써 신경계를 구성하고 있는 세포인 뉴런, 즉 신경세포들 사이에 전달되고 있으며 지금까지 알려진 도파민 수용체와 그 변종을 활성화한다. 이때 중간뇌에 있는 검은 갈색의 큰 회백질로 신경 세포가 많이 모여 있어서 골격근의 무의식적인 운동을 담당하는 흑색질과 척추 피개부를 포함하여 뇌의 여러 영역에서 합성된다고 한다. 또한 호르몬으로써 2개의 시상 사이 아래에 자리 잡고 있는 시상하부에서 주로 합성되는데 뇌하수체의 전엽에서 프로락틴의 분비를 억제하는 것이 주요 기능이라고 한다. 여기서 프로락틴은 PRL유전자에 의해 부호화되는 인간의 단백질을 말한다. 

 

 

도파민은 주로 중뇌 변연계 경로를 통해서 보상이나 처벌에 기여를 하며 그 외에도 행동, 인식, 자발적인 움직임, 프로락틴 생산의 수면, 억제, 감정, 집중도, 학습에 관여하는 것으로 본다. 도파민은 심장 박동수와 혈압을 증가시키는 효과로 여러 종류의 기능에 영향을 준다. 뇌의 보상회로에서 분비되어 자극에 대한 보상을 예측하는데 작용한다. 또한 예측의 성공 여부에 관여함으로써 보상과 처벌에 대한 기능을 하는데 이러한 가설은 도파민 뉴런은 기대되지 않았던 보상이 있을 때 주로 활성화가 된다고 한다. 이러한 반응은 자극의 시작에 있어서 보상과 반복 후 전달하게 되고 도파민 뉴런은 기대된 보상이 생략되면 억제된다. 즉 도파민 신경세포는 보상의 예측 오류를 인코딩한다는 것이다.

 

 

 

우리는 자연적으로 보상을 최대화하기 위해서 행동을 반복하는 것을 학습한다. 따라서 도파민은 새로운 동작을 습득하는 데 주책임을 갖는 두뇌의 부분에 신호를 제공하기 위해 고려된다. 곤충에서 도파민은 처벌 신호로서 작용하기도 한다. 기억을 형성하는 데 필수적이다. 도파민은 보통 특정한 행동을 형성하여 사람으로 하여금 동기를 유발함으로써 즐거움의 기분을 제공하는 뇌의 보상 시스템과 관련되어 있다. 도파민은 음식 등의 자극으로 보상의 경험에 의해 분비된다.

이러한 것들은 직접적으로 혹은 간접적으로 도파민의 증가로 영향을 미치게 된다. 도파민은 운동 조절과 예측된 보상의 신호 오류와 인지 등을 조절한다.  

 

도파민은 분비 조절에 있어 안 좋은 반응을 보이기도 하지만 달리거나 빠르게 걷고 등의 유산소 운동을 함으로써 심장 박동수와 혈액을 잘 순환시키게 되면서 도파민 합성에 필수적인 성분들을 제공하고 도파민 수준을 높여주기도 한다. 또한 일부 음식들과 음악을 듣는 것 등의 행위는 도파민의 분비를 증가시키면서 스트레스가 감소하는 등 긍정적인 영향을 끼치기도 한다. 

 

하지만 도파민 분비 조절에 이상이 있을 경우에는 다양한 증상이 나타나기도 하는데 보상회로에서 도파민 농도가 감소하게 된다면 우울증이 나타날 수 있고 보상회로에서 도파민 민감도가 감소한다면 중독으로 나타날 수 있다. 또한 대뇌 도파민의 결핍은 운동 시스템으로 향하는 도파민 신경세포가 손상된다면 운동장애를 일으키게 되어 느린 동작, 정지했을 경우 떨림, 근육이 경직되는 파킨슨병이 나타날 수도 있다. 파킨슨병은 노인성 질환으로 운동장애의 특성을 가지고 있다.

주요 증상들은 중뇌의 흑색질에서 도파민 분비 세포가 상실되면서 발생하는데 특히 이러한 도파민 세포는 뇌 실질을 침범함으로써 발열이나 두통과 함께 의식 장애나 경직을 보이는 질환, 반복되고 있는 운동성 뇌진탕과 같은 외상이나 상해에 취약하고 화합물 중독이 세포 손실로 이어지게 된다. 또한 조현병, 주의력결핍 과다 행동 장애와 같은 상태는 도파민 기능과 연관되어 있다.