Dopamina inhibă unele circuite de oprire deoarece întărește circuitele de mers
Descoperirea misterului de ce dopamina îngheață pacienții Parkinson
CHICAGO - Boala Parkinson și dependența de droguri sunt boli opuse polare, dar ambele depind de dopamina din creier. Pacienții cu Parkinson nu au suficient de mult; dependenții de droguri obțin prea mult. Deși importanța dopaminei în aceste tulburări a fost bine cunoscută, modul în care funcționează a fost un mister.
Noi cercetări de la Școala de Medicină Feinberg de la Northwestern University au dezvăluit că dopamina întărește și slăbește cele două circuite primare din creier care controlează comportamentul nostru. Acest lucru oferă o nouă perspectivă asupra motivului pentru care o inundație de dopamină poate duce la un comportament compulsiv, captivant și prea puțină dopamină poate lăsa pacienții Parkinson înghețați și incapabili să se miște.
„Studiul arată cum dopamina modelează cele două circuite principale ale creierului care controlează modul în care alegem să acționăm și ce se întâmplă în aceste stări de boală”, a spus D. James Surmeier, autor principal și profesor Nathan Smith Davis și președinte de fiziologie la Școala Feinberg. Lucrarea este publicată în numărul din 8 august al revistei Science.
Aceste două circuite principale ale creierului ne ajută să decidem dacă să ne îndeplinim o dorință sau nu. De exemplu, coborâți pe canapea și conduceți la magazin pentru un pachet de gheață de șase pachete de bere într-o seară de vară fierbinte sau pur și simplu se așeză pe canapea?
Un circuit este un circuit de „oprire” care vă împiedică să acționați după o dorință; cealaltă este un circuit „go” care te provoacă la acțiune. Aceste circuite sunt situate în striat, regiunea creierului care transpune gândurile în acțiuni.
În cadrul studiului, cercetătorii au examinat puterea sinapselor care leagă cortexul cerebral, regiunea creierului implicată în percepții, sentimente și gândire, la striatum, la domiciliul circuitelor stop și go care selectează sau împiedică acțiunea.
Oamenii de știință au activat electric fibrele corticale pentru a simula comenzile de mișcare și au crescut nivelul natural al dopaminei. Ce s-a întâmplat în continuare i-a surprins. Sinapsele corticale care se conectează la circuitul „go” au devenit mai puternice și mai puternice. În același timp, dopamina a slăbit conexiunile corticale în circuitul „stop”.
„Acesta ar putea fi ceea ce stă la baza dependenței”, a spus Surmeier. „Dopamina eliberată de medicamente duce la întărirea anormală a sinapselor corticale care conduc circuitele striatale„ go ”, în timp ce slăbirea sinapselor la circuitele opuse„ stop ”. Ca rezultat, atunci când apar evenimente asociate cu consumul de droguri - unde ați luat drogul, ceea ce simțeați - există o încercare incontrolabilă de a merge și de a căuta droguri. ”
„Toate acțiunile noastre într-un creier sănătos sunt echilibrate de dorința de a face ceva și dorința de a opri”, a spus Surmeier. „Munca noastră sugerează că nu doar consolidarea circuitelor cerebrale care ajută la selectarea acțiunilor este esențială pentru efectele dopaminei, ci slăbirea conexiunilor care ne permit să ne oprim și noi. ”
În a doua parte a experimentului, oamenii de știință au creat un model animal al bolii Parkinson prin uciderea neuronilor dopaminergici. Apoi s-au uitat la ce s-a întâmplat când au simulat comenzile corticale pentru a se mișca. Rezultatul: conexiunile din circuitul „stop” au fost întărite, iar conexiunile din circuitul „go” au fost slăbite.
Studiul ilustreaza de ce pacientii Parkinson au probleme in indeplinirea sarcinilor de zi cu zi, cum ar fi sa ajunga peste o masa pentru a ridica un pahar de apa atunci cand le este sete, a spus Surmeier.
Surmeier a explicat fenomenul folosind analogia unei mașini. „Studiul nostru sugerează că incapacitatea de a vă deplasa în boala Parkinson nu este un proces pasiv ca o mașină care rămâne fără benzină”, a spus el. „Mai degrabă, mașina nu se mișcă, deoarece piciorul tău este blocat pe frână. Dopamina vă ajută în mod normal să reglați presiunea asupra pedalelor de frână și de gaz. Vă ajută să aflați că atunci când vedeți o lumină roșie la o intersecție, frânați și când lumina verde se aprinde, vă scoateți piciorul de pe frână și apăsați pedala de gaz pentru a merge. Pacienții bolii Parkinson, care au pierdut neuronii care eliberează dopamină, au piciorul blocat permanent pe frână. ”
Înțelegerea bazei acestor schimbări în circuitele cerebrale îi mută pe oamenii de știință mai aproape de noile strategii terapeutice de control al acestor tulburări ale creierului și alte tipuri de dopamină, cum ar fi schizofrenia, sindromul Tourette și distonia.
Studiul: Controlul dopaminergic dichotomic al plasticității sinaptice striate
Știință 8 August 2008:
Vol. 321. nr. 5890, pp. 848 - 851
DOI: 10.1126 / science.1160575
Weixing Shen, 1 Marc Flajolet, 2 Paul Greengard, 2 D. James Surmeier1 *
La sinapsele dintre neuronii piramidali corticali și principalii neuroni spini mediali striatali (MSN), receptorii dopaminergici postinaptici D1 și D2 (DA) sunt postulați ca fiind necesari pentru inducerea potențării și depresiei pe termen lung, respectiv - forme de plasticitate despre care se crede că stau la baza învăţare. Deoarece acești receptori sunt limitați la două populații distincte de MSN, acest postulat cere ca plasticitatea sinaptică să fie unidirecțională în fiecare tip de celulă. Folosind felii de creier de la șoareci transgenici cu receptor DA, am arătat că acest lucru nu este cazul. Mai degrabă, DA joacă roluri complementare în aceste două tipuri de MSN pentru a se asigura că plasticitatea sinaptică este bidirecțională și hebiană. În modelele bolii Parkinson, acest sistem este dezechilibrat, ducând la modificări unidirecționale ale plasticității care ar putea sta la baza patologiei și simptomelor rețelei.
;
