Naujos įžvalgos apie dopamino funkciją Parkinsono pacientams

Virdžinijos technikos kariliono tyrimo instituto mokslininkai precedento neturinčiu laiko tikslumu matavo pagrindinio neuromediatoriaus išsiskyrimą Parkinsono liga sergančių žmonių smegenyse.

Matavimai, surinkti smegenų operacijos metu, kai sąmoningi pacientai žaidė investicinį žaidimą, parodo, kaip greitas dopamino išsiskyrimas užkoduoja informaciją, svarbią žmogaus pasirinkimui.

Išvados gali turėti plačią reikšmę ne tik Parkinsono ligai, bet ir kitiems neurologiniams bei psichiniams sutrikimams, įskaitant depresiją ir priklausomybę.

Tyrėjai nustatė dopamino kiekio pokyčius tūkstantį kartų greičiau, nei anksčiau buvo užfiksuota žmonėms. Šie greiti matavimai kartu su sustiprinta chemine specifika leido mokslininkams atrasti, kad dopaminas vaidina kur kas sudėtingesnį vaidmenį, nei manyta anksčiau.

Tyrimas buvo paskelbtas šiandienNacionalinės mokslų akademijos darbai.

"Daugiau nei 20 metų ne žmogaus modelių organizmų tyrimai nupiešė labai konkretų įtariamo dopamino vaidmens vadovaujant žmogaus elgesiui vaizdą", - sakė Virdžinijos technikos kariliono tyrimų instituto Žmogaus neurovizualinės laboratorijos direktorius ir vyresnysis autorius Read Montague. popierius.

„Ir dabar, atlikę šiuos pirmojo pobūdžio matavimus, atliktus tiesiogiai žmonėms, mes pastebėjome, kad ši nuotrauka buvo apgailėtinai neišsami.“

Montague'as ir jo komanda dirbo su Wake Foresto universiteto sveikatos mokslų neurochirurgais - Stephenu Tatteriu, Adrianu Laxtonu ir velioniu Thomasu Ellisu - matuodami dopamino signalus pacientams, sergantiems Parkinsono liga, kuriems atliekama operacija giliųjų smegenų stimuliacijos elektrodams implantuoti. Įrodyta, kad giluminė smegenų stimuliacija palengvina Parkinsono ligos simptomus.

Septyniolika pacientų savanoriškai leido Montague'o komandai registruoti dopamino signalus implantacijos operacijos metu.

"Mes tiriame sistemą, kuri byra jų smegenyse", - sakė daktaras Kenas Kishida, pirmasis šio straipsnio autorius ir Virdžinijos technikos kariliono tyrimų instituto mokslininkas. „Parkinsono liga pasižymi dopaminą išskiriančių neuronų mirtimi, ir mes stengiamės suprasti pagrindinius ligos proceso mechanizmus“.

Kishida ir Montague pažymėjo tyrime dalyvavusių pacientų dosnumą.

"Šio tipo prieiga matuoti dopamino signalus yra neįkainojama", - sakė Kishida. "Mes atlikome šiuos matavimus 17 žmonių - tai yra 17 daugiau nei bet kada anksčiau".

Norėdami užfiksuoti dopamino signalus, ypač žmonėms, turintiems mažesnį dopamino aktyvumą, mokslininkai turėjo sukurti itin jautrius metodus.

Tyrėjai skaitė ypač greitus dopamino impulsus, kai sąmoningi pacientai žaidė investicinį žaidimą. Jie tikėjosi, kad dopamino reakcijos bus tiesiogiai susijusios su laukiama nauda ir realiais rezultatais. Jie to nepadarė.

"Mes išanalizavome maždaug tūkstančio dopamino impulsų duomenų rinkinį, ir jis buvo plokščias", - sakė Montague'as, kuris taip pat yra fizikos profesorius Virginia Tech mokslo koledže ir Virdžinijos Tech Carilion tyrimų instituto Kompiuterinės psichiatrijos skyriaus direktorius. „Signaluose nebuvo atskirta teigiama ir neigiama reakcija“.

Tyrėjams atlikus matavimus, jie pradėjo analizuoti, ką dopaminas iš tikrųjų signalizuoja.

"Mes nustatėme, kad dopaminas stebi du veiksnius - tai, kas įvyko ir kas galėjo atsitikti", - sakė Montague'as. „Panašu, kad mūsų dopamino neuronai seka, ar kažkas galėjo būti geriau ar blogiau, ir šią informaciją užkoduoja greiti dopamino išsiskyrimo pokyčiai. Šios išvados gali pradėti skaičiavimu atskleisti, ko trūksta Parkinsono ligonių dopamino sistemoje “.

Išvados buvo padarytos daugiau nei 20 metų nuo tada, kai pirmieji Montague'o kompiuteriniai tyrimai ištyrė dopamino signalo perdavimo mechanizmus.

Idėja, kad „kas galėjo būti“ yra dalis to, kaip žmonės vertina tikrus rezultatus, nėra nauja. Tačiau niekas nesitikėjo, kad dopaminas atliks darbą, sujungdamas šią informaciją žmogaus smegenyse.

Dabar, kai tyrėjai išmatavo daugybinį indėlį į individualius dopamino signalus, jie turi dar daugiau galimybių ištirti žmogaus smegenų mokymosi sistemas sveikatos ir ligų srityse.

Šaltinis: Virginia Tech