Исследователи углубились в норадреналиновую систему мозга, выдвинув гипотезу, которая может помочь в понимании таких расстройств, как СДВГ, тревога и депрессия.
Исследование примечательно своей инновационной методологией: изучение химической активности в реальном времени с использованием обычных клинических электродов для лечения эпилепсии. Этот подход, ставший результатом 11 лет усовершенствований, теперь позволяет ученым наблюдать активность мозга, ранее скрытую от глаз.
Эта научная работа знаменует собой важный шаг вперед в понимании как функционирования НА системы, так и более широкой динамики химии мозга.
Международная группа исследователей предоставила ценную информацию о системе норадреналина (НА) мозга, которая долгое время была мишенью препаратов для лечения синдрома дефицита внимания и гиперактивности, депрессии и тревоги.
Не менее важной, помимо полученных результатов, является новаторская методология, разработанная исследователями для регистрации химической активности в реальном времени со стандартных клинических электродов, которые обычно имплантируются для мониторинга эпилепсии.
Опубликованное в научном журнале Current Biology исследование не только дает новое представление о химии мозга, которое может иметь значение для широкого спектра заболеваний, но также подчеркивает замечательную новую способность получать данные из живого человеческого мозга.
«Наша группа описывает первую «быструю» нейрохимию, зафиксированную с помощью вольтамперометрии у людей, находящихся в сознании», — комментирует Рид Монтегю (Read Montague), автор исследования.
«Это большой шаг вперед, и методологический подход был полностью реализован на людях – после более чем 11 лет обширных разработок».
О методе
Методы вольтамперометрии для получения электрохимических показаний в реальном времени на грызунах и других лабораторных моделях позволили глубоко понять функции мозга в течение примерно 30 лет, но не было четкого пути для использования этих методов на людях, поскольку они требуют введения электродов в мозг.
«Вместо этого мы сосредоточились на том, что уже используется у пациентов для медицинских процедур», — объясняет Монтегю.
Первоначальные подходы ученых требовали введения эксклюзивных электродов из углеродного волокна, разработанных в Институте биомедицинских исследований Фралина (Fralin Biomedical Research Institute), бодрствующим пациентам, перенесшим операцию по глубокой стимуляции мозга по поводу болезни Паркинсона или других расстройств.
Исследовательская группа теперь продемонстрировала, что электрохимию можно проводить с помощью электродов, которые уже установлены и используются в стандартной клинической практике, открывая окно в невиданную ранее активность мозга.
О системе норадреналина
Электроды располагались в миндалевидном теле — участке мозга, глубоко связанном с обработкой эмоций и находящемся под сильным влиянием сигналов НА.
Система НА зарождается в небольшом ядре среднего мозга, известном как голубое пятно (ГП), и уже давно является центром разработки лекарственных средств, направленных на лечение таких состояний, как СДВГ, депрессия и тревога.
«Считается, что система ГП-НА регулирует возбуждение и внимание и является фармакологической мишенью во многих клинических состояниях, но нашему пониманию ее роли в здоровье и болезнях препятствует отсутствие прямых записей у людей», — дополняет один из автор исследования Дэн Банг (Dan Bang), сотрудник кафедры клинической медицины и научный сотрудник Фонда Лундбека (Lundbeck Foundation Fellow) в Орхусском университете (Aarhus University). «Мы решили эту проблему».
В ходе исследования три пациента рассматривали нейтральные изображения в виде шахматной доски, смешанные с эмоционально заряженными изображениями из Международной базы данных аффективных изображений, что пролило свет на то, как система НА реагирует на различные эмоциональные состояния.
Как и ожидалось, уровни НА коррелировали с эмоциональной интенсивностью, особенно во время встреч с неожиданными образами, подчеркивая значимость системы НА в таких состояниях, как СДВГ.
«Это новаторская работа, которая представляет собой значительный технический прогресс в нашей способности понимать деятельность человеческого мозга», — заключает Ваэль Асаад (Wael Asaad), заместитель заведующего исследованиями отделения нейрохирургии в Университете Брауна (Brown University), не участвовавший в исследовании.
«Хотя на протяжении многих лет можно было записывать электрическую активность мозга у людей в различных условиях, это дает нам лишь половину картины. Как эти нейроны взаимодействуют с нейротрансмиттерами в реальном времени и за короткие промежутки времени, как правило, гораздо труднее изучать. «Помимо научной ценности этого исследования, продемонстрированные методы будут иметь огромную ценность для широкого спектра исследований. Это представляет собой важную веху в наших усилиях понять функции цепей человеческого мозга».