Болезнь Паркинсона вызвана смертью нейронов, которые делают нейромедиатор, допамин, в области мозга названными негром существенного признака. Теперь новое исследование, опубликованное учеными из Центра Champalimaud Неизвестного (Португалия) и Мозговой Институт Поведения Мышления Мортимера Б. Цукермана Колумбийского университета в журнале Nature, представляет важный шаг к лучшему пониманию точной нормальной функции этих нейронов.Эксперты долго работали, чтобы понять, почему отсутствие этих так называемых допаминергических нейронов (и поэтому, отсутствие допамина) приводит к моторным дисфункциям, которые являются болезнью Паркинсона признаков, такой как жесткость, медленные движения и сотрясения.
Более широко принятое объяснение состояло в том, что, чтобы обычно двигаться, нашему мозгу постоянно нужен определенный уровень допамина – что-то, что прогрессивно теряют больные болезнью Паркинсона.Однако как психиатр и нейробиолог Джоаким Алвес да Сильва, первый автор нового исследования, объясняет, у людей с болезнью Паркинсона на самом деле «нет глобальной моторной проблемы».
Столь невероятный, как это может казаться, они могут даже ездить на велосипеде – довольно сложном задании на моторику – если выдвинуто в нужное время.Моторные проблемы, которые испытывают больные болезнью Паркинсона, более конкретны, и это было наблюдением, которое мотивировало новое исследование. «Проблема пациентов находится в трудности начать движение и в медлительности движения», добавляет Алвес да Сильва.На самом деле, поскольку эти авторы теперь показали у мышей, не сокрушенных болезнью Паркинсона для движения, чтобы развернуть правильно его только, берет «затяжку» допамина – или более точно, пик допаминергической деятельности клетки – прямо перед запусками движений.
Другими словами, допамин (или, в этом случае, деятельность клеток, которые производят его) является просто «спусковым механизмом» для добровольных движений.«Наш самый важный результат состоит в том, что мы показали, впервые, что изменение в нервной деятельности необходимо, чтобы способствовать движению», говорит Алвес да Сильва. «И также впервые, мы показали, что пик допамина, который предшествует инициированию движения, не только регулирует инициирование, но также и регулирует энергию движения».Предыдущие результаты уже указали в этом направлении. «Наша лаборатория и другие показали, что в нормальных условиях есть переходное увеличение деятельности производящих допамин нейронов, и что это увеличение, кажется, предшествует инициированию движения», говорит Алвес да Сильва. «Но мы все еще должны были определить, была ли та нервная деятельность главным образом важна, чтобы начать движение или если это было также важно во время выполнения движения», добавляет он.
Ученые выполнили свои эксперименты при помощи оптогенетики, техника, которая позволила им включать и выключать нейроны очень быстро с лазерным светом.«Таким образом мы были уверены, что только делали запись деятельности допаминергических камер животных» в негре существенного признака, объясняет Алвес да Сильва.Мыши были размещены в «арену», где они могли бродить свободно. При помощи датчиков движения тогда имели размеры авторы, двигались ли животные или не в какой-либо данный момент.
Они сделали запись определенных нейронов допамина и смогли наблюдать переходный пик деятельности во многих из этих клеток перед движениями.В следующей фазе ученые активировали или подавили клетки допамина с лазером.
И они могли тогда видеть, что, когда мыши не двигались, «активации нейронов в течение половины секунды было достаточно, чтобы способствовать движению – и с большим количеством энергии – чем без деятельности этих нейронов», говорит Алвес да Сильва.Однако, если нейроны были активированы, когда мыши уже двигались, животные «просто продолжили делать независимо от того, что они делали» с точки зрения энергии движения и движения, как измерено ускорением.
Кроме того, запрещение деятельности нейронов во время продолжающегося движения не имело никакого эффекта на свое нормальное выполнение.«Эти результаты показывают, что деятельность нейронов допамина может действовать как ворота, чтобы разрешить или не инициирование движений», говорят Руй Коста, DVM, доктор философии, заместитель директора Института Цукермана Колумбии, который привел исследование. «Они объясняют, почему допамин так важен в мотивации, и также почему отсутствие допамина при болезни Паркинсона приводит к признакам, которые это делает».
Авторы говорят, что новое исследование могло проложить путь к развитию лечения болезни Паркинсона с меньшим количеством побочных эффектов.В настоящее время болезнь Паркинсона обычно лечат с леводопой препарата, которая работает, повышая допамин в теле и облегчая признаки. «Но леводопа поднимает допамин все время, не как раз в то самое время, когда мы хотим двинуться,» говорит Коста, который является также преподавателем нейробиологии и невралгии в Колумбийском университете Медицинский центр Ирвинга.
И действительно, долгосрочное использование леводопы часто вызывает другие моторные беспорядки – главным образом, неустойчивые и ненамеренные движения тела, известные как дискинезия. «Наше исследование предполагает, что стратегии, которые повысили бы допамин, когда есть желание переместиться, работали бы лучше», добавляет Коста.Когда пациенты не отвечают на или не могут принять наркотик, есть альтернативное лечение, названное «глубокая мозговая стимуляция» (DBS). Для этого пациенты внедрены с высокочастотным кардиостимулятором, который блокирует неправильные электрические сигналы, произведенные в мозговых областях, которые управляют движением и мешают пациентам начинать движение.
Известно, что DBS существенно улучшает parkinsonian признаки – но это может также иметь отрицательные эффекты. Это исследование предполагает, что может быть лучше стимулировать мозг только, когда пациенты хотят начать движение, способствуя не только инициированию, но также и управляя энергией движения.
Если бы эта возможность состояла в том, чтобы быть подтверждена, она могла бы отдать DBS, более физиологический, более естественный, настолько уменьшающиеся нежелательные побочные эффекты.