O estudo de PET scan tem implicações importantes para pesquisas futuras em desordens como esquizofrenia, vício e doença de Parkinson.
Um estudo realizado por cientistas do Imperial College London forneceu uma visão sem precedentes sobre os papéis que a natureza e a nutrição desempenham em nosso comportamento, com implicações importantes para pesquisas futuras sobre desordens como esquizofrenia, vício e doença de Parkinson.
Dr. Paul Stokes que acontecerá no marco da Departamento de Medicina e seus colegas passaram mais de três anos realizando varreduras cerebrais em pares de gêmeos, medindo a função da dopamina, uma substância química cerebral. A dopamina tem a reputação de “substância química do prazer” porque é liberada no cérebro em associação com a recompensa. “Quando as pessoas tomam uma droga ou bebem álcool, a razão pela qual têm uma sensação de prazer ou recompensa é a liberação de dopamina”, diz Stokes. Essa recompensa química orienta nosso comportamento e nos ajuda a aprender. “A dopamina é muito importante para os processos normais do cérebro, mas também para os processos anormais.”
A liberação de dopamina no cérebro varia entre todos, mas quantidades muito altas ou baixas estão associadas a doenças mentais: liberação excessiva de dopamina ocorre em pessoas com esquizofrenia, enquanto muito pouco é visto naqueles com transtornos por uso de álcool e substâncias. Acredita-se também que um déficit na função da dopamina cause a lenta memória de trabalho das pessoas com doença de Parkinson.
Os neurocientistas ainda estão deduzindo se essas mudanças na atividade da dopamina são a causa da doença mental ou o resultado disso, mas um dos mistérios mais urgentes para resolver é se elas são herdadas ou não. Como sabemos agora que a esquizofrenia pode ser herdada, há muito interesse na possibilidade de que a atividade disfuncional da dopamina possa também ocorrer nas famílias. A resposta terá um enorme impacto sobre como essas doenças serão tratadas no futuro. "Compreender como os genes e o meio ambiente têm uma influência sobre o sistema de dopamina é muito importante", diz Stokes.
O estriado está localizado perto do centro do cérebro. (Imagem: Bancos de Dados de Ciências da Vida (LSDB)
A dopamina faz a maior parte de seu trabalho em uma parte do cérebro chamada estriado, um nódulo arredondado enterrado quase no centro do cérebro. "O corpo estriado é uma área razoavelmente pequena do cérebro, mas muito importante para recompensa, emoção e algumas funções cognitivas também", explica Stokes. O striatum vem em três partes com responsabilidades diferentes. O corpo estriado límbico hospeda esse senso de recompensa e a motivação que ele proporciona. O estriado associativo controla a memória de trabalho e outros processos de pensamento, enquanto o estriato sensório-motor ajuda a governar o movimento. Stokes e seus colegas consideraram cada uma das três partes separadamente.
Seu projeto de estudo inovador envolveu uma variante do PET scan. PET detecta pequenas quantidades de radioatividade dentro do corpo de um sujeito em alta resolução, fornecendo uma série de “fatias” que podem ser montadas em um modelo 3D. A radioatividade vem de um traçador injetado no sujeito. Neste estudo, os cientistas usaram F-DOPA, uma substância química que atua como um marcador da função da dopamina. O F-DOPA é convertido em dopamina no cérebro onde quer que a dopamina esteja sendo liberada, então as tomografias PET revelaram onde e quanta atividade da dopamina estava acontecendo no cérebro dos gêmeos.
Observar os gêmeos fornece informações sobre heranças que muitas vezes não podem ser obtidas de outra maneira. Como gêmeos idênticos têm exatamente o mesmo DNA, as diferenças entre eles não têm nada a ver com seus genes. Você pode estimar quanto de um traço, como altura ou inteligência, é herdado ao descobrir como é semelhante em gêmeos. Por exemplo, a altura é altamente hereditária - os gêmeos geralmente são igualmente altos -, enquanto a inteligência é bastante hereditária e os gêmeos freqüentemente têm QIs diferentes.
Como a maioria dos estudos com gêmeos, este comparou gêmeos idênticos e não idênticos. Gêmeos não idênticos compartilham 50 por cento de seu DNA, assim como qualquer outro par de irmãos ou irmãs, mas são uma comparação melhor com gêmeos idênticos, pois também nascem na mesma época. Stokes e seus colegas compararam a função da dopamina no cérebro dos pares de gêmeos e usaram modelos estatísticos para estimar quanto da diferença se devia a seus genes e quanto se devia a efeitos ambientais.
Eles chegaram a duas conclusões principais. Em primeiro lugar, a herança genética e as experiências individuais que fazem cada um de nós únicos têm uma influência importante na função da dopamina no corpo estriado. “Essas são normalmente experiências que acontecem um pouco mais tarde na vida, na adolescência ou no início da idade adulta”, explica Stokes. Em contraste, fatores no ambiente familiar, como a experiência de compartilhar uma casa e crescer juntos, têm pouca ou nenhuma influência.
Em segundo lugar, o striatum límbico - a parte central para recompensa e motivação - é muito mais afetado por essas experiências do que as outras partes. Isso sugere, de maneira intrigante, que o centro de prazer e o comportamento que ele guia são esculpidos principalmente por experiências de vida, e não por nossos genes. Isso desafia as suposições anteriores de que a função da dopamina poderia ser herdada diretamente, tornando as causas da esquizofrenia e do vício ainda mais misteriosas.
Stokes espera que essas descobertas sirvam de base para pesquisas futuras usando tais técnicas de imaginação cerebral. “O que eu gostaria de fazer é tentar tornar o PET mais útil em termos de diagnóstico, tratamento e medidas de resultados”. Como psiquiatra consultor de uma grande equipe de saúde mental da comunidade de West London, Stokes deseja que seus estudos de imagem tenham como base seu tratamento clínico. Ao recrutar pacientes de sua clínica para seus estudos, ele deseja que eles sejam os primeiros a se beneficiarem dos avanços no diagnóstico científico e na terapia resultantes de sua pesquisa.
Esta pesquisa foi apoiada por uma bolsa do Conselho de Pesquisa Médica e é publicado na revista Neuropsychopharmacology.
Referência
PRA Stokes et al. "Natureza ou nutrir? Determinando a Hereditariedade da Função de Dopamina Estriatal Humana: uma [18F]-DOPA PET Study ” Neuropsychopharmacology publicação online antecipada em 24 de outubro de 2012; doi: 10.1038 / npp.2012.207