Революционный взгляд на норадреналиновую систему
Резюме: Исследователи глубже изучили норадреналиновую систему мозга, что позволило понять такие расстройства, как СДВГ, тревожность и депрессия.
Исследование отличается инновационной методикой: запись химической активности в реальном времени с помощью обычных клинических электродов для лечения эпилепсии. Этот подход, ставший результатом 11-летней доработки, теперь позволяет ученым наблюдать активность мозга, ранее скрытую от глаз.
Это исследование знаменует собой значительный скачок в понимании как функционирования системы НС, так и более широкой динамики химического состава мозга.
Ключевые факты:
Группа разработала новаторский метод регистрации химической активности в реальном времени с помощью стандартных клинических электродов, что стало прорывом после более чем 11 лет разработок.
Используя этот метод, исследователи получили новые сведения о системе норадреналина, в частности, о ее взаимосвязи с эмоциональной интенсивностью и значимостью для таких состояний, как СДВГ.
Теперь эта методика может применяться без необходимости использования эксклюзивных электродов, а на основе тех, которые уже используются в клинической практике.
Международная группа исследователей получила ценные сведения о системе норадреналина (NA) в головном мозге, которая давно является мишенью для лекарственных препаратов, предназначенных для лечения синдрома дефицита внимания/гиперактивности, депрессии и тревоги.
Не менее важным, чем полученные результаты, является разработанная исследователями новаторская методика регистрации химической активности в реальном времени со стандартных клинических электродов, которые обычно имплантируются для мониторинга эпилепсии, Металлоискатель купить Москва.
Исследование, опубликованное в понедельник (23 октября) в журнале Current Biology, не только дает новое представление о химическом составе мозга, что может иметь значение для лечения широкого спектра заболеваний, но и демонстрирует новые удивительные возможности получения данных из живого человеческого мозга.
Электроды располагались в миндалине – области мозга, тесно связанной с обработкой эмоций и испытывающей глубокое влияние сигналов НС. Credit: Neuroscience News
“Наша группа описывает первую “быструю” нейрохимию, зарегистрированную методом вольтамперометрии у человека в сознании, – говорит Рид Монтегю, соавтор и старший автор исследования, профессор-исследователь VTC Vernon Mountcastle в Virginia Tech, директор Центра исследований нейронауки человека и Лаборатории нейровизуализации человека Института биомедицинских исследований имени Фралина в VTC.
“Это большой шаг вперед, и методический подход был полностью реализован на людях – после более чем 11 лет интенсивной разработки”.
О методе
Методы вольтамперометрии, позволяющие снимать электрохимические показания в реальном времени на грызунах и других лабораторных моделях, уже около 30 лет позволяют глубоко изучить работу мозга, однако четкого пути использования этих методов на людях не было, поскольку они требуют введения электродов в мозг.
“Вместо этого мы сосредоточились на том, что уже используется для медицинских процедур у пациентов”, – говорит Монтегю, который также является профессором кафедры физики в Научном колледже Вирджинского технологического института и кафедры психиатрии и поведенческой медицины в Медицинской школе Вирджинского технологического института Carilion. “Когда хирурги уже вставляют провод в мозг? И можем ли мы разработать метод, позволяющий использовать это?”
Первоначальные подходы команды требовали введения эксклюзивных электродов из углеродного волокна, разработанных в Институте биомедицинских исследований имени Фралина, в сознание пациентов, получающих операцию глубокой стимуляции мозга для лечения болезни Паркинсона или других заболеваний.
Исследовательская группа продемонстрировала, что электрохимию можно проводить с помощью электродов, которые уже имеются в наличии и используются в стандартной клинической практике, что открывает окно в невиданную ранее активность мозга.
О норадреналиновой системе
Электроды располагались в миндалине – области мозга, тесно связанной с обработкой эмоций и испытывающей сильное влияние сигналов НС.
Система NA берет свое начало в небольшом ядре среднего мозга, известном как locus coeruleus (LC), и уже давно является центром разработки лекарственных препаратов, направленных на лечение таких заболеваний, как СДВГ, депрессия и тревожность.
“Считается, что система LC-NA регулирует возбуждение и внимание и является фармакологической мишенью при различных клинических заболеваниях, однако наше понимание ее роли в здоровье и болезни было затруднено из-за отсутствия прямых записей на людях”, – сказал соавтор и ведущий автор работы Дан Банг, доцент кафедры клинической медицины и стипендиат фонда Lundbeck в Орхусском университете (Дания), а также адъюнкт-доцент Института биомедицинских исследований имени Фралина. “Мы решили эту проблему”.
В ходе исследования три пациента просматривали нейтральные изображения, смешанные с эмоционально заряженными изображениями из Международной базы аффективных картинок, что позволило пролить свет на то, как система НС реагирует на различные эмоциональные состояния.
Как и ожидалось, уровень NA коррелировал с интенсивностью эмоций, особенно при столкновении с неожиданными образами, что подчеркивает значимость системы NA при таких состояниях, как СДВГ.
“Это новаторская работа, которая представляет собой значительный технический прогресс в нашей способности понимать деятельность человеческого мозга”, – сказал Ваэль Асаад, директор отделения функциональной нейрохирургии и нейрохирургии эпилепсии в больнице Род-Айленда и заместитель председателя по исследованиям кафедры нейрохирургии Университета Брауна, который не принимал участия в исследовании.
“Хотя в течение многих лет удается регистрировать электрическую активность мозга человека в различных условиях, это дает нам лишь половину картины. То, как нейроны взаимодействуют с нейротрансмиттерами в реальном времени, на коротких временных интервалах, изучить гораздо сложнее”, – говорит Асаад.
“Помимо научной ценности данного исследования, продемонстрированные в нем методики будут иметь огромное значение для широкого круга исследований. Оно представляет собой важную веху в наших усилиях по пониманию функций мозговых цепей человека”.
О команде
В предыдущих исследованиях группа впервые наблюдала субсекундные изменения химических веществ в мозге у бодрствующих людей в новаторском исследовании 2011 года.
Позднее в серии публикаций 2016, 2018 и 2020 гг. ученые выяснили, как дофамин и серотонин совместно влияют на принятие человеком решений и обработку сенсорных сигналов, используя специально разработанные электроды, вводимые во время операции глубокой стимуляции мозга.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
