Striatal dopamine, reward, and decision making in schizophrenia

Dialogues Clin Neurosci. 2016 Mar;18(1):77-89. doi: 10.31887/DCNS.2016.18.1/ldeserno.

Abstract

Elevated striatal dopamine function is one of the best-established findings in schizophrenia. In this review, we discuss causes and consequences of this striata! dopamine alteration. We first summarize earlier findings regarding striatal reward processing and anticipation using functional neuroimaging. Secondly, we present a series of recent studies that are exemplary for a particular research approach: a combination of theory-driven reinforcement learning and decision-making tasks in combination with computational modeling and functional neuroimaging. We discuss why this approach represents a promising tool to understand underlying mechanisms of symptom dimensions by dissecting the contribution of multiple behavioral control systems working in parallel. We also discuss how it can advance our understanding of the neurobiological implementation of such functions. Thirdly, we review evidence regarding the topography of dopamine dysfunction within the striatum. Finally, we present conclusions and outline important aspects to be considered in future studies.

El aumento de la funcion dopaminergica estriatal es uno de los ha I la zg os mejor establecidos en la esquizofrenia. En esta revision se discuten las causas y consecuencias de esta alteration de la dopamina estriatal. inkialmente se resumen los primeros hallazgos en relation con los procesos de recompensa y anticipation en el estriado empleando neuroimage nes funcionales. En segundo lugar se presenta una serie de estudios recientes que ejemplifican una forma especial de investigation: una combination de aprendizaje por refuerzo basado en la teoria y tareas de toma de detisiones en combination con modelos computacionales y neuroimagenes funcionales. Se discute por que esta forma representa una herramienta promisor'! a para comprender los mecanismos subyacentes de dimensiones sintomatkas mediante la diseccion de la contribution de sistemas de control conductual multiple trabajando en paralelo. Tambien se discute como se puede avanzar en la comprension de la implementation neurobiologica de tales funciones. En tercer lugar, se revisa la evidencia relacionada con la to po gratia de la dis funcion dopaminergica dentro del estriado. Por ultimo se presentan las conclusiones y se destacan aspectos importantes para ser considerados en futuros estudios.

La schizophrénie se caractérise par un taux élevé de dopamine striatale. Dans cet article, nous analysons les causes et les conséquences de cette modification de la dopamine striatale. Nous résumons tout d'abord les premiers résultats obtenus par neuro-imagerie fonctionnelle, concernant l'anticipation et le processus de récompense striatale. Deuxièmement, nous présentons une série d'études récentes emblématiques d'une recherche particulière: une association d'apprentissages par renforcement basés sur la théorie et de tests de prise de décision combinés à une modélisation informatique et à la neuro-imagerie fonctionnelle. Nous analysons pourquoi cette approche représente un outil prometteur pour la compréhension des mécanismes symptomatiques sous-jacents en étudiant l'apport de multiples systèmes de contrôle comportementaux travaillant en parallèle. Nous analysons aussi la façon dont cela peut améliorer notre compréhension de la mise en place neurobiologique de telles fonctions. Troisièmement, nous passons en revue les arguments sur la topographie de la dysfonction de la dopamine au sein du striatum. Enfin nous présentons nos conclusions et soulignons les aspects importants à considérer dans des études ultérieures.

Keywords: computational modeling; computational psychiatry; decision making; reward anticipation; reward prediction error; schizophrenia; striatal dopamine.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • Animals
  • Corpus Striatum / diagnostic imaging
  • Corpus Striatum / metabolism*
  • Decision Making / physiology*
  • Dopamine / metabolism*
  • Functional Neuroimaging / methods
  • Humans
  • Nerve Net / diagnostic imaging
  • Nerve Net / metabolism*
  • Reward*
  • Schizophrenia / diagnostic imaging
  • Schizophrenia / metabolism*

Substances

  • Dopamine