Het mechanisme van dopamine in linguïstische inferentie: een farmacologisch-fMRI onderzoek

Mensen zijn flexibel en efficiënt in het afleiden (inferentie) van betekenis
bij het verwerken van taal. Een soortgelijk vermogen is ook waargenomen bij het
nemen van nieuwe beslissingen op basis van eerdere ervaringen, bijvoorbeeld in
spatiële navigatie.
Dopamine is de belangrijkste neurale kandidaat gesuggereerd voor een cruciale
rol bij inferentie in niet-linguïstische domeinen. Dopamine is een
catecholaminerge neurotransmitter waarvan bekend is dat deze een centrale rol
speelt in flexibel en zelfgericht denken en handelen: ons vermogen om te denken
en plannen te maken op basis van stimuli die niet fysiek aanwezig zijn
(werkgeheugen), om te leren van nieuwe informatie en stimulus-respons
associaties (beloningsgericht leren), en om keuzes te maken op basis van eerder
ervaren en huidige omgeving (motivatie), zijn allemaal afhankelijk van
dopamine. In het bijzonder leidt stimulatie van dopamine tot flexibel en
adaptief gedrag, waardoor het een waarschijnlijke component is voor inferentie.
Naast de rol in flexibel gedrag, is dopamine ook in verband gebracht met
taalverwerking: eerder onderzoek heeft het belang van dopamine aangetoond in
het verhogen van de *salience* van linguïstische informatie (bijv. verhogen van
semantische taalverwerking). Dit is consistent met het idee dat dopamine de
signaal-ruisverhouding tussen specifieke signalen en achtergrondruis verhoogt.
Deze studie stelt fundamentele vragen over de neurale mechanismen die centraal
staan in ons vermogen om betekenis flexibel en efficiënt af te leiden tijdens
taalverwerking, en verbreedt de rol van dopamine van actie en ruimtelijke
planning naar linguïstische relaties.

Het hoofddoel van deze studie is het om te onderzoeken of een toename van
dopamine in de hersenen het genereren van nieuwe betekenissen voor taal
verbetert, en welke cognitive en neurale mechanismen hier ten grondslag aan
liggen. We testen de hypothese dat dopamine de opbouw van nieuwe woordbetekenis
representaties bevordert, en de signaal/ruis verhouding van bestaande
woordbetekenis representaties in de hippocampus en prefrontale cortex verhoogt.

Er wordt gebruik gemaakt van een dubbelblind placebogecontroleerd *between-
subject* procedure: Gezonde deelnemers worden eenmaal getest, ofwel na inname
van placebo, ofwel na een lage orale dosis (150 mg) van de dopamine precursor
levodopa, om het dopaminegehalte in de hersenen te verhogen. Vergelijkbare
farmacologische studies, hoewel met andere farmacologische stoffen, worden in
ons lab regelmatig uitgevoerd. Daarnaast is deze dosis levodopa breed gebruikt
in andere studies in een vergelijkbare populatie, zonder bijwerkingen.

Deelnemers zullen twee studiesessies bijwonen: een screeningsessie en een
farmaco-fMRI sessie (levodopa of placebo). Tijdens de farmaco-fMRI-sessie
zullen de deelnemers vragenlijsten invullen, een structurele MRI en functionele
MRI scansondergaan en een reeks taken uitvoeren zowel in (tijdens de fMRI
scans) als buiten de scanner. Op de dag voorafgaand aan de farmaco-fMRI-sessie
moeten deelnemers zich houden aan enkele eenvoudige beperkingen met betrekking
tot medicatie, alcohol- en drugsgebruik. Op de farmaco-fMRI dag mogen de
deelnemers niet roken en geen stimulerende dranken consumeren. Levodopa kan
veilig worden toegediend zonder risico op ernstige bijwerkingen en is
goedgekeurd voor klinisch gebruik in Nederland.