Rannsókn á PET skönnun hefur mikilvæg áhrif á rannsóknir í framtíðinni á sjúkdómum eins og geðklofa, fíkn og Parkinsonsveiki.
Rannsókn vísindamanna við Imperial College í London hefur veitt fordæmalausa innsýn í hlutverk náttúrunnar og hlúa að leik í hegðun okkar, með mikilvægum afleiðingum fyrir framtíðarrannsóknir á sjúkdómum eins og geðklofa, fíkn og Parkinsonsveiki.
Dr Paul Stokes af Læknadeild og samstarfsmenn hans eyddu yfir þremur árum í að gera heilaskannanir á tvíburapörum og mældu virkni dópamíns heilans. Dópamín hefur orð á sér sem „ánægjuefni“ vegna þess að það losnar í heila í tengslum við umbun. „Þegar fólk tekur lyf eða drekkur áfengi er ástæða þess að það fær tilfinningu fyrir ánægju eða umbun vegna losunar dópamíns,“ segir Stokes. Þessi efnaverðlaun leiðbeina hegðun okkar og hjálpa okkur að læra. "Dópamín er mjög mikilvægt fyrir venjuleg ferli í heilanum, en einnig óeðlileg ferli."
Losun dópamíns í heila er mismunandi hjá öllum, en mjög mikið eða lítið magn er tengt geðsjúkdómum: óhófleg dópamínlosun á sér stað hjá fólki með geðklofa, en mjög lítið sést hjá þeim sem eru með áfengis- og vímuefnaneyslu. Halli á dópamínvirkni er einnig talinn valda hægum vinnuminni fólks með Parkinsonsveiki.
Taugavísindamenn eru enn að draga þá ályktun hvort þessar breytingar á dópamínvirkni séu orsök geðsjúkdóma eða afleiðing þess, en ein brýnasta leyndardómurinn til að leysa er hvort þær eru í arf eða ekki. Eins og við vitum núna að geðklofi getur erft er mikill áhugi fyrir möguleikanum á að vanvirkni dópamínvirkni gæti einnig verið í fjölskyldum. Svarið mun hafa gríðarleg áhrif á hvernig meðhöndla á svona sjúkdóma í framtíðinni. „Það er mjög mikilvægt að skilja hvernig gen og umhverfi hafa áhrif á dópamínkerfið,“ segir Stokes.
Striatum er staðsett nálægt miðju heilans. (Mynd: Lífvísindagagnasöfn (LSDB))
Dópamín vinnur mest af hluta þess í heila sem kallast striatum, kringlóttur moli sem er grafinn næstum í miðju heilans. „Striatumið er tiltölulega lítið svæði í heila, en mjög mikilvægt fyrir umbun, tilfinningar og sumar vitrænar aðgerðir,“ útskýrir Stokes. Strikið er í þremur hlutum með mismunandi skyldur. Lífríska striatum hýsir þá tilfinningu umbun og hvatann sem það veitir. Hlutdeildarstrætið stjórnar vinnsluminni og öðrum hugsunarferlum en skynjaraþræðirinn hjálpar til við að stjórna hreyfingu. Stokes og samstarfsmenn hans litu hvor á þrjá hlutana fyrir sig.
Nýjungar rannsóknarhönnun þeirra fól í sér afbrigði af PET skönnun. PET greinir örlítið magn af geislavirkni í líkama einstaklingsins í mikilli upplausn og gefur röð af "sneiðum" sem hægt er að setja saman í þrívíddarlíkan. Geislavirkni kemur frá sporefni sem sprautað er í efnið. Í þessari rannsókn notuðu vísindamennirnir F-DOPA, efni sem virkar sem merki fyrir dópamínvirkni. F-DOPA er breytt í dópamín í heilanum hvar sem dópamíni er sleppt, þannig að PET skannanir leiddu í ljós hvar og hversu mikil dópamín virkni var í gangi í heila tvíburanna.
Að skoða tvíbura veitir upplýsingar um arf sem oft er ekki hægt að ná á annan hátt. Þar sem eins tvíburar eru með nákvæmlega sama DNA hefur munurinn á milli ekkert með genin þeirra að gera. Þú getur metið hve mikið af eiginleikum, eins og hæð eða upplýsingaöflun, erft með því að komast að því hversu svipað það er hjá tvíburum. Til dæmis er hæðin mjög arfgeng - tvíburar eru yfirleitt jafn háir - á meðan upplýsingaöflun er mjög arfgeng og tvíburar hafa oft mismunandi greindarvísitölur.
Eins og flestar tvíburarannsóknir bar þessi saman tvíbura eins og ekki eins. Óegin tvíburar deila 50 prósentum af DNA sínu, rétt eins og hver önnur bróðir eða systur, en eru betri samanburður við eins tvíbura þar sem þeir fæðast líka á sama tíma. Stokes og félagar hans báru saman dópamínvirkni í heila tvíburanna og notuðu tölfræðilíkön til að áætla hve mikill munurinn væri vegna gena þeirra og hve mikill var vegna umhverfisáhrifa.
Þeir náðu tveimur helstu niðurstöðum. Í fyrsta lagi eru erfðafræðilegir arfleifar og einstakar reynslu sem hver og einn okkar einstaka hafa mikilvægt áhrif á dópamínvirkni í striatum. "Þetta eru venjulega reynslu sem gerast svolítið síðar í lífinu, unglinga eða snemma fullorðinsára," útskýrir Stokes. Hins vegar hafa þættir í fjölskyldunni, eins og reynsla af að deila heima og vaxa saman, lítil eða engin áhrif.
Í öðru lagi hefur limbic striatum - sá hluti sem er aðal í umbun og hvatning - miklu meiri áhrif á þessar upplifanir en aðrir hlutar. Þetta bendir, á forvitnilegan hátt, að skemmtunarmiðstöðin og hegðunin sem hún leiðbeinir eru mynduð að mestu af lífsreynslu frekar en af genum okkar. Þetta reynir á fyrri forsendur um að virkni dópamíns gæti beinlínis erft, sem gerir orsakir geðklofa og fíknar enn dularfyllri.
Stokes vonar að þessar niðurstöður muni upplýsa framtíðarrannsóknir með slíkri heilabrögð tækni. "Það sem mig langar til að gera er að gera PET gagnlegra hvað varðar greiningu, meðferð og árangur." Sem ráðgjafargeðlæknir fyrir stórt geðheilbrigðisteymi í Vestur-London vill Stokes að myndgreiningarrannsóknir sínar fari aftur í klíníska umönnun hans. Með því að endurskrifa sjúklinga af heilsugæslustöð sinni í nám sitt vill hann að þeir verði fyrstir til að njóta góðs af framförum í vísindalegri greiningu og meðferð vegna rannsókna hans.
Þessi rannsókn var studd af styrk frá Læknarannsóknaráð og er birt í tímaritinu Neuropsychopharmacology.
Tilvísun
PRA Stokes o.fl. „Náttúra eða rækt? Ákvarða arfgengi dópamínvirkni hjá mönnum: [18F]-DOPA PET rannsókn “ Neuropsychopharmacology fyrirfram netútgáfa 24. október 2012; doi: 10.1038 / npp.2012.207
;