Bron
1] Psychiatric Imaging Group, MRC Clinical Sciences Centre, Imperial College London, Hammersmith Hospital, London, UK [2] Sentrum vir Neuropsigofarmakologie, Afdeling Breinwetenskappe, Departement Geneeskunde, Imperial College London, Londen, VK.
Abstract
Striatale dopamienfunksie is belangrik vir normale persoonlikheid, kognitiewe prosesse en gedrag, en abnormaliteite word gekoppel aan 'n aantal neuropsigiatriese afwykings. Geen studies het egter die relatiewe invloed van genetiese oorerwing en omgewingsfaktore in die bepaling van striatale dopamienfunksie ondersoek nie. Met behulp van [18F]-DOPA positron emissie tomografie (PET), het ons probeer om die oorerflikheid van presinaptiese striatale dopamienfunksie te bepaal deur variasie in opnamewaardes in dieselfde geslag monosigotiese (MZ) tweelinge met tweesiggotiese (DZ) tweelinge te vergelyk. Nege MZ- en 10 DZ-tweelingpare het hoë-resolusie [18F]-DOPA PET ondergaan om presinaptiese striatale dopamienfunksie te assesseer. Opnamewaardes vir die algehele striatum en funksionele striatale onderafdelings is bepaal deur 'n Patlak-analise deur 'n serebellêre verwysingstreek te gebruik. Oorerflikheid, gedeelde omgewingseffekte en nie-gedeelde individu-spesifieke effekte is beraam deur gebruik te maak van 'n streek van belang (ROI) analise en 'n bevestigende parametriese analise. Algehele striatale oorerflikheidskattings van die ROI en parametriese ontledings was onderskeidelik 0.44 en 0.33. Ons het 'n onderskeid gevind tussen striatale oorerflikheid in die funksionele onderafdelings, met die grootste oorerflikheidskattings wat in die sensorimotoriese striatum voorkom en die grootste effek van individu-spesifieke omgewingsfaktore in die limbiese striatum. Ons resultate dui aan dat variasie in algehele presinaptiese striatale dopamienfunksie bepaal word deur 'n kombinasie van genetiese faktore en individu-spesifieke omgewingsfaktore, met familiale omgewingseffekte wat geen effek het nie. Hierdie bevindinge onderstreep die belangrikheid van individu-spesifieke omgewingsfaktore vir striatale dopaminerge funksie, veral in die limbiese striatum, met implikasies vir die begrip van neuropsigiatriese versteurings soos skisofrenie en verslawings.
Neuropsigofarmakologie vooraf aanlyn publikasie, 24 Oktober 2012; doi:10.1038/npp.2012.207.
Aard en koestering word afgesonder in die brein se beloning sentrum
PET-skanderingstudie het belangrike implikasies vir toekomstige ondersoek na versteurings soos skisofrenie, verslawing en Parkinson se siekte.
Deur Eliot Barford
'N Studie deur Imperial College London-wetenskaplikes het 'n ongekende insig gegee in die rolle wat die natuur en koestering in ons gedrag speel, met belangrike implikasies vir toekomstige ondersoek na versteurings soos skisofrenie, verslawing en Parkinson se siekte.
Dr Paul Stokes van die Departement Geneeskunde en sy kollegas het meer as drie jaar breinskanderings op tweelingpare gedoen en die funksie van die breinchemikalie dopamien gemeet. Dopamien het 'n reputasie as die "plesierchemikalie" omdat dit in die brein vrygestel word in samewerking met beloning. "As mense 'n dwelm drink of alkohol drink, is die rede dat hulle 'n gevoel van plesier of beloning kry, vrygestel van dopamien," sê Stokes. Hierdie chemiese beloning lei ons gedrag en help ons om te leer. "Dopamien is baie belangrik vir normale prosesse in die brein, maar ook vir abnormale prosesse."
Dopamien vrylating in die brein wissel tussen almal, maar baie hoë of lae hoeveelhede word geassosieer met geestesongesteldhede. Oormatige dopamien vrystelling vind plaas in mense met skisofrenie, terwyl baie min gesien word by diegene met alkohol- en substansgebruiksversteurings. 'N Tekort aan dopamienfunksie word ook gedink om die stadige werkende geheue van mense met Parkinson se siekte te veroorsaak.
Neurowetenskaplikes stel steeds vas of hierdie veranderinge in dopamienaktiwiteit die oorsaak van geestesongesteldheid of die gevolg daarvan is, maar een van die dringendste raaisels om op te los, is of hulle geërf word of nie. Soos ons nou weet dat skisofrenie geërf kan word, is daar baie belangstelling in die moontlikheid dat disfunksionele dopamienaktiwiteit ook in families kan hardloop. Die antwoord sal 'n groot impak hê op hoe sulke siektes in die toekoms behandel gaan word. "Om te verstaan hoe gene en die omgewing 'n invloed op die dopamienstelsel het, is baie belangrik," sê Stokes.
Die striatum is naby die middel van die brein geleë. (Foto: Lewenswetenskap Databasisse (LSDB))
Dopamien doen die meeste van sy werk in 'n gedeelte van die brein die striatum, 'n ronde knop wat amper in die middel van jou brein begrawe is. "Die striatum is 'n redelike klein area van die brein, maar ook baie belangrik vir beloning, emosie en 'n paar kognitiewe funksies," verduidelik Stokes. Die striatum kom in drie dele met verskillende verantwoordelikhede. Die limbiese striatum vertolk die gevoel van beloning en die motivering wat dit bied. Die assosiatiewe striatum beheer werkgeheue en ander denkprosesse, terwyl die sensorimotoriese striatum help om beweging te beheer. Stokes en sy kollegas het elk van die drie dele afsonderlik beskou.
Hul innoverende studie-ontwerp het 'n variant van die PET-skandering behels. PET ontdek klein hoeveelhede radioaktiwiteit in die liggaam van 'n persoon met 'n hoë resolusie, wat 'n reeks "snye" gee wat in 'n 3D-model saamgestel kan word. Die radioaktiwiteit is afkomstig van 'n speurder wat in die onderwerp ingespuit is. In hierdie studie gebruik wetenskaplikes F-DOPA, 'n chemikalie wat dien as 'n merker van dopamienfunksie. F-DOPA word in die brein omgeskakel in dopamien oral waar dopamien vrygestel word, daarom het die PET-skanderings getoon waar en hoeveel dopamienaktiwiteit in die brein van die tweeling plaasvind.
Om na tweeling te kyk, verskaf inligting oor erfenis wat op enige ander manier onbereikbaar is. Omdat identiese tweeling presies dieselfde DNA het, het die verskille tussen hulle niks met hul gene te doen nie. U kan skat hoeveel van 'n eienskap, soos hoogte of intelligensie, geërf word deur uit te vind hoe soortgelyk dit is in tweeling. Byvoorbeeld, hoogte is hoogs erflik - tweeling is gewoonlik omtrent ewe lank - terwyl intelligensie redelik oorerfbaar is en tweelinge dikwels verskillende IK's het.
Soos die meeste tweelingstudies, het hierdie tweeling identiese en nie-identiese tweelinge vergelyk. Nie-identiese tweelinge deel 50 persent van hul DNA, net soos enige ander broer of susterspaar, maar is 'n beter vergelyking met identiese tweelinge, aangesien hulle ook terselfdertyd gebore word. Stokes en sy kollegas het die dopamienfunksie in die brein van die tweelingpare vergelyk en statistiese modelle gebruik om te skat hoeveel van die verskil as gevolg van hul gene was en hoeveel as gevolg van die omgewingseffekte was.
Hulle het twee hoof gevolgtrekkings bereik. Eerstens, die genetiese erfenis en die individuele ervarings wat elkeen van ons uniek maak, het 'n belangrike invloed op dopamienfunksie in die striatum. "Dit is gewoonlik ervarings wat later in die lewe, in adolessensie of vroeë volwassenheid gebeur," verduidelik Stokes. In teenstelling hiermee, faktore in die familie omgewing, soos die ervaring van die deel van 'n huis en saam grootword, het min of geen invloed nie.
Tweedens word die limbiese striatum - die belangrikste deel van beloning en motivering - baie meer geraak deur die ervarings as die ander dele. Dit dui interessant aan dat die plesier sentrum en die gedrag wat dit lei, meestal deur lewenservarings eerder as deur ons gene gevorm word. Dit daag vorige aannames uit dat dopamienfunksie eenvoudig geërf kan word, wat die oorsake van skisofrenie en verslawing nog geheimsinniger maak.
Stokes hoop dat hierdie bevindings toekomstige navorsing sal toelig deur sulke breinverbeeldingstegnieke te gebruik. "Wat ek graag wil doen, is om PET meer bruikbaar te maak in terme van diagnose, behandeling en uitkomsmaatreëls." As konsultantpsigiater vir 'n groot span in die geestesgesondheid in Wes-Londen, wil Stokes hê dat sy beeldingstudies weer in sy kliniese sorg moet voorsien. Deur pasiënte van sy kliniek in sy studies te herskryf, wil hy hê dat hulle die eerste moet wees om voordeel te trek uit die vordering in wetenskaplike diagnose en terapie wat voortspruit uit sy navorsing.
Hierdie navorsing is ondersteun deur 'n toekenning van die Mediese Navorsingsraad en gepubliseer in die joernaal Neuropsigofarmakologie.
verwysing
PRA Stokes et al. 'Natuur of koestering? Bepaling van die Heritbaarheid van Menslike Striatale Dopamien Funksie: an [18F]-DOPA PET-studie ” Neuropsigofarmakologie vooraf aanlyn publikasie 24 Oktober 2012; doi: 10.1038 / npp.2012.207
;
