ドーパミンの活性化は、ヒトV5/MTの騒音干渉にもかかわらず視覚運動知覚を維持します

非標識：感覚信号を処理する場合、脳は刺激のノイズ、それ自体のニューロン回路内から生じるノイズを説明する必要があります。ドーパミン受容体の活性化は、視覚的皮質シグナルから雑音 - ノイズからノイズへの比率（SNR）と視覚的知覚性能の両方を促進することが知られています。ただし、これら2つのドーパミン媒介現象がリンクされているかどうかは不明です。これを評価するために、視覚皮質領域V5/MTに適用された単一パルス経頭蓋磁気刺激（TMS）を使用して、SNRを局所的に減少させ、同じ網膜空間にある視覚的ターゲットに視覚的な動き識別パフォーマンスを混乱させました。ドーパミン受容体の活性化が皮質SNRを改善することにより知覚性能を向上させるという仮説は、ドーパミンの活性化がTMSの視覚的知覚の破壊に拮抗するべきであると予測しています。この仮説を、ドーパミン受容体アゴニストのカベルゴリン（D2アゴニスト）とペルゴライド（D1/D2アゴニスト）を使用した二重盲検プラセボ対照研究を介して、ウィリアムのバランスデザインで12人の健康なボランティアで別々のセッション（2週間分離）で投与されました。TMSは、誘発されたホスフェンと視覚刺激がプラセボおよびカベルゴリンの状態の時間と空間で重なり合ったが、ペルゴリド条件では重なっていなかったときに視覚運動知覚を分解しました。これは、ドーパミンD1またはD1およびD2受容体の組み合わせが皮質SNRを促進して知覚性能を高めることを示唆しています。局所視覚皮質の興奮性が薬物条件全体で変化していないことは、このD1効果における長距離皮質内相互作用の関与を示唆しています。内部ノイズの増加（およびSNRが低い）は視覚的知覚学習を損なう可能性があるため、D1/D2アゴニスト療法を介して視覚皮質SNRを改善することは、視覚的知覚トレーニングを含むリハビリテーションプログラムの向上に役立つ可能性があります。 重要なステートメント：この研究では、視覚皮質の感覚ノイズが増加しているにもかかわらず、ドーパミンの活性化が視覚的知覚を改善するかどうかの問題に対処します。ドーパミンD1（または結合されたD1/D2）受容体の活性化により、皮質シグナルからノイズへの比率が強化され、知覚性能が向上することが具体的に示されています。脳の可塑性と学習に対するドーパミンの以前に報告された効果とともに（Wolf et al。、2003; Hansen and Manahan-Vaughan、2014）、我々の結果は、リハビリテーションとドーパミンアゴニストを組み合わせることで、トレーニング信号の顕著性と脳の可塑性への長期的な効果が脳損傷のためのリハビリテーションレジマンを強化できることを示唆しています。

UNLABELLED: When processing sensory signals, the brain must account for noise, both noise in the stimulus and that arising from within its own neuronal circuitry. Dopamine receptor activation is known to enhance both visual cortical signal-to-noise-ratio (SNR) and visual perceptual performance; however, it is unknown whether these two dopamine-mediated phenomena are linked. To assess this, we used single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) applied to visual cortical area V5/MT to reduce the SNR focally and thus disrupt visual motion discrimination performance to visual targets located in the same retinotopic space. The hypothesis that dopamine receptor activation enhances perceptual performance by improving cortical SNR predicts that dopamine activation should antagonize TMS disruption of visual perception. We assessed this hypothesis via a double-blinded, placebo-controlled study with the dopamine receptor agonists cabergoline (a D2 agonist) and pergolide (a D1/D2 agonist) administered in separate sessions (separated by 2 weeks) in 12 healthy volunteers in a William's balance-order design. TMS degraded visual motion perception when the evoked phosphene and the visual stimulus overlapped in time and space in the placebo and cabergoline conditions, but not in the pergolide condition. This suggests that dopamine D1 or combined D1 and D2 receptor activation enhances cortical SNR to boost perceptual performance. That local visual cortical excitability was unchanged across drug conditions suggests the involvement of long-range intracortical interactions in this D1 effect. Because increased internal noise (and thus lower SNR) can impair visual perceptual learning, improving visual cortical SNR via D1/D2 agonist therapy may be useful in boosting rehabilitation programs involving visual perceptual training. SIGNIFICANCE STATEMENT: In this study, we address the issue of whether dopamine activation improves visual perception despite increasing sensory noise in the visual cortex. We show specifically that dopamine D1 (or combined D1/D2) receptor activation enhances the cortical signal-to-noise-ratio to boost perceptual performance. Together with the previously reported effects of dopamine upon brain plasticity and learning (Wolf et al., 2003; Hansen and Manahan-Vaughan, 2014), our results suggest that combining rehabilitation with dopamine agonists could enhance both the saliency of the training signal and the long-term effects on brain plasticity to boost rehabilitation regimens for brain injury.