Những hiểu biết mới về chức năng dopamine ở bệnh nhân Parkinson

Các nhà khoa học của Viện nghiên cứu Virginia Tech Carilion đã đo sự giải phóng chất dẫn truyền thần kinh quan trọng với độ chính xác chưa từng có về thời gian trong não của những người mắc bệnh Parkinson.

Các phép đo, được thu thập trong quá trình phẫu thuật não khi các bệnh nhân tỉnh táo chơi một trò chơi đầu tư, chứng minh cách giải phóng dopamine nhanh chóng mã hóa thông tin quan trọng đối với sự lựa chọn của con người.

Các phát hiện có thể có ý nghĩa rộng rãi không chỉ đối với bệnh Parkinson mà còn đối với các rối loạn thần kinh và tâm thần khác, bao gồm cả trầm cảm và nghiện ngập.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những thay đổi về mức độ dopamine nhanh hơn hàng nghìn lần so với những thay đổi trước đây được ghi nhận ở người. Những phép đo nhanh chóng này, kết hợp với tính đặc hiệu hóa học nâng cao, cho phép các nhà khoa học phát hiện ra rằng dopamine có một vai trò phức tạp hơn nhiều so với những gì trước đây nghĩ.

Nghiên cứu đã được công bố ngày hôm nay trênKỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Read Montague, Giám đốc Phòng thí nghiệm Hình ảnh Thần kinh Con người tại Viện Nghiên cứu Virginia Tech Carilion và là tác giả cấp cao của nghiên cứu cho biết: “Hơn 20 năm nghiên cứu trên các sinh vật mô hình không phải con người đã vẽ nên một bức tranh rất cụ thể về vai trò nghi ngờ của dopamine giấy.

“Và bây giờ, với những phép đo đầu tiên này, được thực hiện trực tiếp trên người, chúng tôi đã phát hiện ra rằng bức tranh này không hoàn thiện một cách đáng tiếc.”

Montague và nhóm của ông đã làm việc với các bác sĩ phẫu thuật thần kinh tại Đại học Khoa học Sức khỏe Wake Forest - Stephen Tatter, Adrian Laxton và Thomas Ellis quá cố - để đo tín hiệu dopamine ở những bệnh nhân mắc bệnh Parkinson đang trải qua phẫu thuật để cấy điện cực kích thích não sâu. Kích thích não sâu đã được chứng minh là làm giảm bớt các triệu chứng bệnh Parkinson.

17 bệnh nhân tình nguyện cho phép nhóm của Montague ghi lại tín hiệu dopamine của họ trong quá trình phẫu thuật cấy ghép.

Tiến sĩ Ken Kishida, tác giả đầu tiên của bài báo và là nhà khoa học nghiên cứu tại Viện nghiên cứu Virginia Tech Carilion cho biết: “Chúng tôi đang nghiên cứu một hệ thống đang bị phá vỡ trong não của họ. “Bệnh Parkinson được đặc trưng bởi cái chết của các tế bào thần kinh giải phóng dopamine và chúng tôi đang cố gắng tìm hiểu các cơ chế cơ bản của quá trình bệnh”.

Kishida và Montague đều ghi nhận sự hào phóng của những bệnh nhân tình nguyện tham gia nghiên cứu.

Kishida nói: “Loại truy cập để đo tín hiệu dopamine này là vô giá. “Và chúng tôi đã thực hiện những phép đo này ở 17 người - con số đó nhiều hơn bao giờ hết”.

Để nắm bắt các tín hiệu dopamine, đặc biệt là ở những người có hoạt động dopamine thấp hơn, các nhà nghiên cứu đã phải phát triển các phương pháp cực kỳ nhạy cảm.

Các nhà nghiên cứu đã đọc các xung dopamine cực nhanh khi những bệnh nhân tỉnh táo chơi một trò chơi đầu tư. Họ mong đợi thấy phản ứng dopamine liên quan trực tiếp đến phần thưởng mong đợi và kết quả thực tế. Họ đã không.

Montague, đồng thời là giáo sư vật lý tại Đại học Khoa học Công nghệ Virginia và là giám đốc Đơn vị Tâm thần học Tính toán của Viện Nghiên cứu Virginia Tech Carilion, cho biết: “Chúng tôi đã phân tích tập dữ liệu của khoảng một nghìn xung dopamine. "Các tín hiệu không phân biệt giữa phản ứng tích cực và phản ứng tiêu cực."

Sau khi các nhà nghiên cứu có các phép đo, họ bắt đầu phân tích những gì dopamine thực sự đang báo hiệu.

Montague nói: “Chúng tôi phát hiện ra rằng dopamine theo dõi hai yếu tố - những gì đã xảy ra và những gì có thể đã xảy ra. “Các tế bào thần kinh dopamine của chúng tôi dường như theo dõi liệu điều gì đó có thể tốt hơn hay tệ hơn, và thông tin này được mã hóa bởi những thay đổi nhanh chóng trong quá trình giải phóng dopamine. Những phát hiện này có thể bắt đầu tiết lộ, theo thuật ngữ tính toán, những gì còn thiếu trong hệ thống dopamine của bệnh nhân Parkinson. "

Các phát hiện đã được hơn 20 năm thực hiện, kể từ khi nghiên cứu tính toán đầu tiên của Montague kiểm tra các cơ chế của tín hiệu dopamine.

Ý tưởng cho rằng “những gì có thể có” là một phần của cách mọi người đánh giá kết quả thực tế không phải là mới. Nhưng không ai ngờ rằng dopamine sẽ thực hiện công việc kết hợp thông tin này trong não người.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã đo lường được nhiều đóng góp cho các tín hiệu dopamine riêng lẻ, họ thậm chí còn có nhiều con đường hơn để khám phá hệ thống học tập của não người về sức khỏe và bệnh tật.

Nguồn: Virginia Tech