Нови прозрения за допаминовата функция при пациентите с Паркинсон
Учените от Изследователския институт на Вирджиния Тех Карилион са измерили освобождаването на ключовия невротрансмитер с безпрецедентна времева точност в мозъка на хората с болестта на Паркинсон.
Измерванията, събрани по време на мозъчна операция, докато съзнателните пациенти играят инвестиционна игра, показват как бързото освобождаване на допамин кодира информация, жизненоважна за избора на човека.
Констатациите може да имат широко отражение не само за болестта на Паркинсон, но и за други неврологични и психиатрични разстройства, включително депресия и пристрастяване.
Изследователите са открили промени в нивата на допамин хиляда пъти по-бързо, отколкото по-рано са били регистрирани при хора. Тези бързи измервания, съчетани с повишена химическа специфичност, позволиха на учените да открият, че допаминът има много по-сложна роля, отколкото се смяташе преди.
Проучването беше публикувано днес вИзвестия на Националната академия на науките.
„Повече от 20 години изследвания върху нечовешки моделни организми са нарисували много специфична картина на предполагаемата роля на допамина в насочването на човешкото поведение“, казва Рид Монтегю, директор на Лабораторията за човешко невроизображение в Изследователския институт на Вирджиния Тех Карилион и старши автор на хартията.
„И сега, с тези първи по рода си измервания, направени директно при хора, открихме, че тази картина е ужасно непълна.“
Монтегю и екипът му са работили с неврохирурзи от здравните науки на университета Уейк Форест - Стивън Татър, Ейдриън Лакстън и покойният Томас Елис - за измерване на допаминовите сигнали при пациенти с болест на Паркинсон, подложени на операция за имплантиране на електроди за дълбоко мозъчно стимулиране. Доказано е, че дълбоката мозъчна стимулация облекчава симптомите на болестта на Паркинсон.
Седемнадесет пациенти доброволно се съгласиха да позволят на екипа на Montague да записва техните допаминови сигнали по време на операция по имплантиране.
„Ние изучаваме система, която се разпада в мозъка им“, каза д-р Кен Кишида, първи автор на статията и изследовател от Вирджинския технологичен институт Carilion. „Болестта на Паркинсон се характеризира със смъртта на освобождаващи допамин неврони и ние се опитваме да разберем основните механизми на болестния процес.“
И двамата Kishida и Montague отбелязаха щедростта на пациентите, които доброволно се включиха в проучването.
„Този тип достъп за измерване на допаминовите сигнали е безценен“, каза Кишида. „И направихме тези измервания при 17 души - това е със 17 повече от всякога.“
За да уловят допаминовите сигнали, особено при хора с по-ниска допаминова активност, изследователите трябваше да разработят изключително чувствителни методи.
Изследователите отчитат ултра бързите допаминови импулси, докато съзнателните пациенти играят инвестиционна игра. Те очакваха да видят допаминовите отговори в пряка връзка с очакваните награди и действителните резултати. Те не го направиха.
„Анализирахме набора от данни за около хиляда импулса на допамин и той беше плосък“, каза Монтегю, който също е професор по физика в Колежа по наука на Вирджиния Тех и директор на отдел „Изчислителна психиатрия“ на Изследователския институт на Карилион във Вирджиния. „Сигналите не правят разлика между положителна реакция и отрицателна.“
След като изследователите направиха измерванията, те започнаха да анализират какво всъщност сигнализира допаминът.
„Открихме, че допаминът проследява два фактора - какво се е случило и какво е могло да се случи“, каза Монтегю. „Нашите допаминови неврони изглежда проследяват дали нещо може да е било по-добро или по-лошо и тази информация е кодирана от бързите промени в освобождаването на допамин. Тези открития могат да започнат да разкриват, в изчислително изражение, какво липсва в допаминовата система на пациентите с Паркинсон. "
Констатациите се правят повече от 20 години от първите изчислителни проучвания на Montague, изследващи механизмите на допаминовата сигнализация.
Идеята, че „какво би могло да бъде“ е част от начина, по който хората оценяват действителните резултати, не е нова. Но никой не очакваше, че допаминът ще върши работата по комбинирането на тази информация в човешкия мозък.
Сега, когато изследователите са измерили множество приноси към отделните допаминови сигнали, те имат още повече пътища за изследване на системите за обучение на човешкия мозък в здравето и болестите.
Източник: Virginia Tech
