A dopamin átformálja a viselkedés szabályozásáért felelős kulcsfontosságú agyi áramköröket. A Parkinson–kór és a drogfüggőség homlokegyenest ellenkező megbetegedések, annak ellenére, hogy mindkettő függ az agyi dopaminszinttől. A Parkinson-kóros betegekben nincsen elég, a drogfüggők pedig túl sokat kapnak belőle. Bár régóta ismert a dopamin szerepe ezekben a betegségekben, a hatásmechanizmust eddig rejtély övezte. 

A Northwestern Egyetemi Feinberg Orvosi Iskola által vezetett kutatásban felfedezték, hogy a dopamin erősítheti vagy gyengítheti a viselkedés szabályozásában résztvevő két legfontosabb ingerületátviteli kört. A kutatás új betekintést nyújt abban, hogy a dopamináradat miért vezet megszállott, függő viselkedéshez, míg a túl alacsony dopaminszint miért dermeszti mozgásképtelenné a Parkinson-kóros betegeket. „A tanulmányból kiderült, hogy a dopamin miként alakítja át a két legfontosabb agyi áramkört, melyek azt szabályozzák, hogy miként választjuk a cselekvést, és mi történik az említett beteg állapotokban” – mondta Dr. James Surmeier vezető szerző és élettanász professzor a Feinberg Iskolában. A közlemény a „Science” folyóirat augusztus 8-i számában jelent meg. 

„Két agyi áramkör segít eldöntenünk, hogy tegyünk-e lépéseket óhajaink irányába, vagy sem. Például azt, hogy egy nyári éjszakán felkeljünk-e a kanapéról, hogy lehajtsunk egy hatos csomag jéghideg sörért a partra, vagy inkább henyéljünk tovább a kanapén.” Az egyik áramkör egy „stop” kör, ami megállít minket abban, hogy a szándékunk irányába cselekedjünk, míg a másik egy „indulj” kör, ami épp a cselekvésre ösztönöz. Ezek az ingerületi körök a striátum-ban (egy agyidegmagban) helyezkednek el, ahol a gondolatok cselekvéssé konvertálódnak. A kutatók elektromosan aktiválták a kérgi rostokat, hogy a mozgásparancsokat stimulálva megemeljék a természetes dopaminszintet. Azonban ami ezután következett, az mindenkit meglepett. Az „indulj” áramkörhöz kapcsolódó agykérgi szinapszis (ingerületátvitel) erősebb és nyomatékosabb lett. Ezzel egy időben a „stop” áramkörben gyengült a kérgi ingerületátvitel. „Ez lehet a függőség magyarázata” – mondta Surmeier. „A kábítószerek által felszabadított dopamin abnormális mértékben erősíti az agykérgi szinapszisokat, melyek a striátum „indulj” áramkörébe vezetnek, míg egyidejűleg gyengülnek a „stop” áramkörök. Mivel ez az esemény a drogbevitelhez kapcsolódik, kialakul egy kontrollálhatatlan motiváció és felkereső magatartás a drog irányába.” 

„Egy egészséges agyban kiegyensúlyozottak a motiváló késztetések és a szándékos leállítások” – mondta Surmeier. „A kutatások alapján, nem csak a megerősödött agyi áramkörök választják ki a cselekvőszándékot - az emelkedett dopaminszintnek megfelelően -, hanem a meggyengült „stop” áramkörök is hozzájárulnak ehhez.” A kísérlet második szakaszában a kutatók olyan állatkísérletes modellt használtak, amelyben az emberi Parkinson-kórnak megfelelően elpusztultak a dopaminerg neuronok. Később megnézték, hogy mi történik az agykérgi cselekvés ösztönzésre. Az eredmény: a „stop” áramkörök megerősödtek, míg az „indulj” áramkörök” gyengültek. „A tanulmány magyarázatot ad arra, hogy miért nehéz a Parkinson-kóros betegeknek az olyan mindennapos cselekvések elvégzése, mit például egy pohár víz elvétele az asztalról, ha éppen megszomjaztak” – mondta Surmeier.  Surmeier egy autó analógiájával magyarázta el a jelenséget.

„A tanulmányunk világosan rámutat, hogy a Parkinson-kórosok mozgásindítás képtelensége nem egy passzív folyamat, mintha egy autóból elfogyna a benzin.” Inkább azt mondhatnánk, hogy az autó azért nem mozdul, mert a lábunk rátapadt a fékre. A dopamin normális esetben segít szabályozni a fék és gázpedálra lépést. Segít megtanulni, hogy amikor pirosat látunk a kereszteződésben lefékezzünk, míg ha zöld van, lelépjünk a fékpedálról és gázt adjunk. A Parkinson-kóros betegek, akik elvesztették a dopamin termelő idegsejtjeiket, örökre a fékhez ragadtak.” Az agyi áramkörök alapjainak jobb megértése új terápiás célkitűzésekre ösztönzi a kutatókat. Főként, hogy mennyiben szabályozhatók ezek az agyi megbetegedések, beleértve más, dopaminhoz kapcsolt kóros állapotokat, például skizofréniát, Tourette szindrómát (ismétlődő, akaratlan mozgások jellemzik), vagy disztóniát (izomtónus zavart).