Những bất thường trong hệ thống tưởng thưởng được cho là đóng vai trò trong nhiều rối loạn tâm thần (ví dụ: lạm dụng chất kích thích, cờ bạc, trầm cảm nặng, tâm thần phân liệt, rối loạn tăng động giảm chú ý, bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer). Do đó, việc hiểu rõ giải phẫu chức năng của hệ thống tưởng thưởng có ý nghĩa quan trọng trong ngành tâm-thần kinh.

– Sự thích thú (ví dụ: khoái cảm, trạng thái hạnh phúc),

– Sự khao khát (ví dụ: động lực tìm kiếm sự tưởng thưởng, sự thu hút có chủ đích),

– Học hỏi (ví dụ: các trải nghiệm trong quá khứ giúp dự đoán sự tưởng thưởng trong tương lai).

Tưởng thưởng nguyên phát là những điều hoặc sự kiện xảy ra một cách tự nhiên và thiết yếu cho sự tồn tại và sinh sản của loài (ví dụ: thức ăn, tình dục).

Tưởng thưởng thứ cấp là những biểu hiện nhận thức ở mức độ cao hơn (ví dụ: tiền bạc, nghệ thuật, lòng vị tha, tinh thần siêu việt).

Bài tổng quan này sẽ tập trung vào vai trò của hệ thống dopamine (DA) trong việc xử lý sự tưởng thưởng. Tuy nhiên, cũng có nhiều hệ thống dẫn truyền thần kinh khác tham gia vào từng khía cạnh của tưởng thưởng.

Hệ thống dopamine (DA) đóng vai trò trung tâm trong tưởng thưởng. Các nghiên cứu ban đầu trên động vật (Olds và Milner, 1950s) cho thấy kích thích điện ở các vùng não nhất định (thân não, não trung gian, vỏ não) có thể tạo ra hành vi tự kích thích mạnh mẽ, được cho là do kích hoạt sự phóng thích DA từ vùng tegmental bụng (VTA) đến nhân accumbens (một phần của thể vân bụng).

Các neuron DA thân não có hai chế độ hoạt động:

– Chế độ trương lực (tonic mode): Hoạt động nền ổn định, cho phép chức năng hạ lưu bình thường.

– Chế độ pha (phasic mode): Kích hoạt nhanh, điều chỉnh bởi các sự kiện liên quan đến tưởng thưởng (tăng hoạt động khi tưởng thưởng bất ngờ hoặc khi có kích thích dự đoán tưởng thưởng, giảm hoạt động khi kỳ vọng tưởng thưởng không được đáp ứng). Những thay đổi pha này giúp tối ưu hóa hành vi hướng mục tiêu.

– Hệ thống mesocortical: Chiếu đến vỏ não trước trán, cingulate và entorhinal ở loài gặm nhấm, nhưng đến toàn bộ vỏ não ở loài linh trưởng. Quan trọng cho việc đánh giá khoái cảm, so sánh và lựa chọn.

– Hệ thống mesolimbic: Chiếu chủ yếu đến thể vân bụng và các vùng limbic khác (hạch hạnh nhân, củ khứu giác, vách ngăn). Quan trọng cho các tác động tăng cường tích cực của cả phần thưởng tự nhiên và chất gây nghiện.

– Hệ thống nigrostriatal: Chiếu đến thể vân cảm giác vận động (nhân đuôi và putamen).

– Tưởng thưởng làm tăng giải phóng DA ở thể vân bụng.

– Kích hoạt ở thể vân bụng liên quan chặt chẽ hơn với việc dự đoán sự tưởng thưởng hơn là việc nhận được sự tưởng thưởng thực tế.

– Mức độ kích hoạt tương quan với mức độ tưởng thưởng dự kiến và nỗ lực bỏ ra để đạt được sự tưởng thưởng.

– Giảm kích hoạt khi sự tưởng thưởng dự kiến không được nhận (lỗi dự đoán tưởng thưởng).

Các nghiên cứu sử dụng tự dùng thuốc nội sọ đã giúp xác định các vùng “điểm nóng khoái cảm” (hedonic hotspots) bao gồm thể vân bụng, pallidum bụng, thân não (VTA, nhân parabrachial) và vỏ não trước trán (vỏ não ổ mắt, cingulate, vỏ não trước trán giữa, vỏ não insular). Dopamine đặc biệt quan trọng cho giá trị động lực (muốn) của sự tưởng thưởng.

Rối loạn sử dụng chất tạo ra chi phí kinh tế to lớn và được coi là một rối loạn ảnh hưởng đến các cơ chế tưởng thưởng của não bộ, vốn rất quan trọng cho sự sống còn. Các hành vi như cờ bạc, rối loạn sử dụng internet, ăn uống có các đặc điểm cốt lõi tương tự với rối loạn sử dụng chất, bao gồm thèm muốn, dung nạp, cai và sử dụng lặp đi lặp lại.

Mặc dù nhiều yếu tố có thể liên quan đến sự phát triển và duy trì sử dụng chất (động lực bệnh lý, hành vi cưỡng bức học được, tránh các khía cạnh tiêu cực của cai chất), hệ thống dopamine (DA) đóng vai trò trung tâm.

– Nhiễm độc (intoxication): Giai đoạn này được thúc đẩy bởi sự tưởng thưởng, với sự kích hoạt của hệ thống DA mesolimbic, đặc biệt là thể vân bụng. Các loại chất gây nghiện được cho là tạo ra sự kích hoạt lớn hơn và kéo dài hơn so với các kích thích tự nhiên.

– Hội chứng cai (withdrawal): Sau khi sử dụng thuốc mãn tính, ngưỡng tưởng thưởng tăng lên (giảm độ nhạy với sự tưởng thưởng), cho thấy sự tổn thương của hệ thống DA. Chứng mất khoái cảm và thiếu động lực xuất hiện trong giai đoạn này, có thể do chức năng DA giảm. Việc tiếp tục sử dụng chất gây nghiện có thể là để khôi phục mức DA bình thường. Thay đổi trong hệ thống căng thẳng của não cũng góp phần vào các tác động khó chịu.

– Thèm nhớ/mong đợi (preoccupation): Giai đoạn này liên quan đến hoạt động thay đổi ở các vùng vỏ não trước trán và sự nhiễu loạn trong việc điều hòa các vùng dưới vỏ liên quan đến hệ limbic (thể vân bụng, hạch hạnh nhân, hồi hải mã). Điều này có thể dẫn đến các thiếu hụt trong chức năng điều hành (tự kiểm soát, gán ý nghĩa) và trí nhớ thường thấy ở người rối loạn sử dụng chất.

Tóm lại, hệ thống DA, đặc biệt là hệ thống mesolimbic và thể vân bụng, là trung tâm của các cơ chế phần thưởng của não bộ. Những bất thường trong hệ thống này góp phần vào sự phát triển và duy trì sử dụng chất, dẫn đến các thay đổi về hành vi, cảm xúc và nhận thức.

Mặc dù còn nhiều điều cần được hiểu rõ về thần kinh sinh học của sự tưởng thưởng và các con đường kết nối thần kinh, điều chắc chắn là những bất thường trong các con đường này có thể có những ảnh hưởng sâu sắc đến hành vi con người và một số rối loạn tâm thần. Khi các nhà khoa học có thể lập bản đồ các con đường này và hiểu mối quan hệ với các chất dẫn truyền thần kinh khác, người ta hy vọng rằng các can thiệp lâm sàng được cải thiện sẽ được phát triển để giảm bớt diễn biến dài hạn của lạm dụng chất.

Nguồn tham khảo:

Taber, K. H., Black, D. N., Porrino, L. J., & Hurley, R. A. (2012). Neuroanatomy of dopamine: Reward and addiction. The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences, 24(1), 1–8. https://doi.org/10.1176/appi.neuropsych.24.1.1