Дофамин подавляет некоторые цепи останова, поскольку он усиливает цепи
Раскрытие тайны того, почему дофамин замораживает пациентов с болезнью Паркинсона
ЧИКАГО. Болезнь Паркинсона и наркомания - это полярно противоположные заболевания, но оба зависят от дофамина в мозге. Пациентам с болезнью Паркинсона его не хватает; наркоманы получают слишком много этого. Хотя важность дофамина при этих расстройствах хорошо известна, то, как он действует, оставалось загадкой.
Новое исследование, проведенное Медицинской школой Файнберга Северо-Западного университета, показало, что дофамин усиливает и ослабляет две основные цепи мозга, которые контролируют наше поведение. Это дает новое понимание того, почему прилив дофамина может привести к компульсивному, вызывающему привыкание поведению, а слишком мало допамаина может привести к замораживанию пациентов с болезнью Паркинсона и их невозможности двигаться.
«Исследование показывает, как дофамин формирует две основные цепи мозга, которые контролируют то, как мы решаем действовать и что происходит при этих болезненных состояниях», - сказал Д. Джеймс Сурмайер, ведущий автор и профессор Натана Смита Дэвиса и заведующий кафедрой физиологии в Школа Файнберга. Статья опубликована в номере журнала Science от 8 августа.
Эти две основные схемы мозга помогают нам решить, следует ли действовать по желанию или нет. Например, выходите с дивана и едете в магазин для ледяной шестипалубной пива в жаркую летнюю ночь или просто лежите на диване?
Один контур - это контур «остановки», который не дает вам действовать по желанию; другой - схема «вперед», которая побуждает вас к действию. Эти цепи расположены в полосатом теле, области мозга, которая переводит мысли в действия.
В исследовании исследователи исследовали силу синапсов, связывающих кору головного мозга, область мозга, участвующую в восприятии, чувствах и мыслях, с полосатым суставом, дом остановок и схем, которые выбирают или предотвращают действие.
Ученые электрически активировали корковые волокна, чтобы имитировать команды движения, и повысили естественный уровень дофамина. То, что произошло потом, их удивило. Корковые синапсы, подключенные к «ходовой» цепи, становились сильнее и мощнее. В то же время дофамин ослаблял корковые связи в цепи «стоп».
«Это может быть причиной зависимости», - сказал Сюрмайер. «Дофамин, выделяемый лекарствами, приводит к ненормальному усилению кортикальных синапсов, управляющих полосатым телом« вперед », при ослаблении синапсов в противоположных цепях« остановки ». В результате, когда происходят события, связанные с приемом наркотиков - где вы принимали наркотик, что вы чувствовали - возникает неконтролируемое стремление пойти и искать наркотики ».
«Все наши действия в здоровом мозге уравновешиваются желанием что-то сделать и желанием остановиться», - сказал Сюрмайер. «Наша работа показывает, что не только укрепление мозговых цепей, помогающих выбрать действия, которые имеют решающее значение для воздействия дофамина, но и ослабление связей, которые также позволяют нам остановиться. ”
Во второй части эксперимента ученые создали модель болезни Паркинсона на животных, убивая дофаминовые нейроны. Затем они посмотрели, что произошло, когда они симулировали корковые команды двигаться. Результат: соединения в цепи «стоп» были усилены, а соединения в цепи «вперед» ослаблены.
«Исследование показывает, почему пациенты с болезнью Паркинсона не могут выполнять повседневные задачи, например, тянуться через стол, чтобы взять стакан воды, когда они хотят пить», - сказал Сюрмайер.
Сюрмайер объяснил это явление аналогией с автомобилем. «Наше исследование предполагает, что неспособность двигаться при болезни Паркинсона - это не пассивный процесс, подобный тому, что в машине заканчивается бензин», - сказал он. «Скорее, машина не двигается, потому что ваша нога зажата на тормозе. Дофамин обычно помогает регулировать давление на педали тормоза и газа. Это поможет вам понять, что когда вы видите красный свет на перекрестке, вы тормозите, а когда загорается зеленый свет, вы снимаете ногу с тормоза и нажимаете педаль газа, чтобы ехать. Пациенты с болезнью Паркинсона, потерявшие нейроны, выделяющие дофамин, постоянно держат ногу на тормозе ».
Понимание основы этих изменений в мозговых схемах приближает ученых к новым терапевтическим стратегиям для контроля этих заболеваний мозга и других, связанных с дофамином, таких как шизофрения, синдром Туретта и дистония.
Исследование: дихотомический дофаминергический контроль стриатальной синаптической пластичности
Наука 8 Август 2008:
Vol. 321. нет. 5890, с. 848 - 851
DOI: 10.1126 / science.1160575
Weixing Shen, 1 Марк Фладжолет, 2 Пол Грингард, 2 D. Джеймс Сурмейер1 *
В синапсах между кортикальными пирамидными нейронами и основными шиповидными нейронами полосатого тела (MSN) постулируются постсинаптические D1- и D2-дофаминовые (DA) рецепторы, необходимые для индукции долговременной потенциации и депрессии, соответственно - форм пластичности, которые, как считается, лежат в основе ассоциативной обучение. Поскольку эти рецепторы ограничены двумя разными популяциями MSN, этот постулат требует, чтобы синаптическая пластичность была однонаправленной в каждом типе клеток. Используя срезы мозга мышей, трансгенных по рецепторам DA, мы показываем, что это не так. Напротив, DA играет взаимодополняющие роли в этих двух типах MSN, чтобы гарантировать, что синаптическая пластичность является двунаправленной и геббийской. В моделях болезни Паркинсона эта система выходит из равновесия, что приводит к однонаправленным изменениям пластичности, которые могут лежать в основе сетевой патологии и симптомов.
;
