PET skenovací studie má významné důsledky pro budoucí výzkum onemocnění, jako je schizofrenie, závislost a Parkinsonova choroba.
Studie provedená vedoucími laboratoří Imperial College v Londýně poskytla bezprecedentní pohled na roli přírody a chovala se v našem chování s důležitými důsledky pro budoucí výzkum onemocnění, jako je schizofrenie, závislost a Parkinsonova choroba.
Dr. Paul Stokes z Katedra medicíny a jeho kolegové strávili více než tři roky prováděním mozkových skenů na dvojicích dvojčat, měřením funkce mozkového chemického dopaminu. Dopamin má pověst „chemikálie pro potěšení“, protože se uvolňuje v mozku společně s odměnou. "Když lidé užívají drogy nebo pijí alkohol, mají pocit rozkoše nebo odměny kvůli uvolňování dopaminu," říká Stokes. Tato chemická odměna řídí naše chování a pomáhá nám učit se. "Dopamin je velmi důležitý pro normální procesy v mozku, ale také pro abnormální procesy."
Uvolňování dopaminu v mozku se u každého liší, ale velmi vysoké nebo nízké množství je spojeno s duševními chorobami: u lidí se schizofrenií dochází k nadměrnému uvolňování dopaminu, zatímco u osob s poruchami užívání alkoholu a užívání drog je velmi málo. Zdá se, že deficit funkce dopaminu způsobuje pomalou pracovní paměť osob s Parkinsonovou chorobou.
Neurovědi stále odrážejí, zda jsou tyto změny v dopamínové aktivitě příčinou duševní nemoci nebo jejího výsledku, ale jedním z nejnaléhavějších záhad, které je třeba řešit, je to, zda jsou zděděné nebo ne. Protože nyní víme, že schizofrenie může být zděděna, existuje velký zájem o možnost, že dysfunkční dopaminová aktivita by mohla také probíhat v rodinách. Odpověď bude mít obrovský dopad na to, jak budou tyto nemoci v budoucnu léčen. "Pochopení toho, jak mají geny a životní prostředí vliv na dopaminový systém, je velmi důležité," říká Stokes.
Striat je umístěn v blízkosti středu mozku. (Obraz: Databáze vědy o životě (LSDB))
Dopamina provádí většinu své práce v části mozku, která se nazývá striatum, kulatá hrudka pochovaná téměř ve středu vašeho mozku. "Striatum je poměrně malá oblast mozku, ale je velmi důležitá i pro odměnu, emoce a některé kognitivní funkce," vysvětluje Stokes. Striatát se skládá ze tří částí s různými odpovědnostmi. Limbický striatum hostí tento smysl pro odměnu a motivaci, kterou poskytuje. Asociativní striatum řídí pracovní paměť a další myšlenkové procesy, zatímco senzorimotorický striatum pomáhá řídit pohyb. Stokes a jeho kolegové považovali každou ze tří částí zvlášť.
Jejich inovativní design studie zahrnoval variantu PET skenování. PET detekuje malé množství radioaktivity v těle subjektu při vysokém rozlišení, což dává řadu „řezů“, které lze sestavit do 3D modelu. Radioaktivita pochází z indikátoru injikovaného do subjektu. V této studii vědci použili F-DOPA, chemickou látku, která působí jako marker funkce dopaminu. F-DOPA se v mozku přeměňuje na dopamin všude, kde se dopamin uvolňuje, takže PET skeny odhalily, kde a kolik dopaminové aktivity se děje v mozku dvojčat.
Pohled na dvojčata poskytuje informace o dědictví, která je často nedosažitelná jiným způsobem. Protože identické dvojčata mají přesně stejnou DNA, rozdíly mezi nimi nemají nic společného s jejich geny. Můžete odhadnout, kolik z vlastností, jako je výška nebo inteligence, je zděděno zjištěním, jak podobná je u dvojčat. Například výška je vysoce dědičná - dvojčata jsou obvykle stejně vysoká - zatímco inteligence je docela dědičná a dvojčata často mají různé IQs.
Stejně jako většina studií dvojčat srovnávala tato studie stejná a neidentická dvojčata. Neidentická dvojčata sdílejí 50 procent své DNA, stejně jako jakýkoli jiný bratr nebo sestra, ale jsou lepším srovnáním s identickými dvojčaty, protože se také rodí ve stejnou dobu. Stokes a jeho kolegové porovnali funkci dopaminu v mozku dvojčat a pomocí statistických modelů odhadli, jak velký rozdíl byl způsoben jejich geny a kolik vlivem prostředí.
Dosáhly dvou hlavních závěrů. Za prvé, genetické dědictví a individuální zkušenosti, které každý z nás mají jedinečný, mají významný vliv na dopaminovou funkci v striatu. "Jedná se o běžné zážitky, které se v životě, v dospívání nebo raném dospělosti objevují o něco později," vysvětluje Stokes. Naproti tomu faktory v rodinném prostředí, jako například zkušenost sdílení domova a dospívání, mají malý nebo žádný vliv.
Zadruhé, limbické striatum - část ústřední pro odměňování a motivaci - je těmito zkušenostmi ovlivněna mnohem více než ostatní části. To zajímavě naznačuje, že centrum potěšení a chování, které vede, jsou formovány většinou životními zkušenostmi, spíše než našimi geny. To zpochybňuje předchozí předpoklady, že funkce dopaminu by mohla být přímo zděděna, čímž jsou příčiny schizofrenie a závislosti ještě tajemnější.
Stokes doufá, že tato zjištění budou informovat o budoucím výzkumu využívajícím takové techniky imaginace mozku. "To, co bych chtěl udělat, je pokusit se učinit PET užitečnějším z hlediska diagnostiky, léčby a měření výsledků." Jako poradce psychiatra pro velký tým duševního zdraví v komunitě západního Londýna chce Stokes, aby se jeho zobrazovací studie dostaly zpět do jeho klinické péče. Rekritizací pacientů ze své kliniky do svých studií chce, aby byli prvními, kteří budou těžit z pokroku ve vědecké diagnostice a terapii vyplývající z jeho výzkumu.
Tento výzkum byl podpořen grantem od Rada pro lékařské výzkumy a je publikováno v časopise Neuropsychopharmacology.
Odkaz
PRA Stokes et al. "Příroda nebo živit."? Určení dědičnosti funkce člověka Striatal Dopamine: an [18F]-DOPA PET Study ” Neuropsychopharmacology předběžná online publikace 24. října 2012; doi: 10.1038 / npp.2012.207
;
