Нейропротез для серотонина и дофамина

Дофамин и серотонин — нейромедиаторы. Сбой в их экспрессии может вести к ряду неврологических расстройств, включая болезнь Паркинсона и депрессию. Поэтому понимание того, в каких условиях и как именно вырабатываются эти нейромедиаторы, может стать ключом к разработке более эффективных методов лечения. Да и в целом, получая понимание того, как работает мозг, помогает человеку больше узнать о себе.

На связи RISE: сообщество про ноотропы и личную продуктивность. В этом материале разберем процесс синтеза нейромедиаторов буквально в прямом эфире. А также рассмотрим причины, из-за которых нейрогормоны выделяются именно так, а не иначе.

Роль дофамина и серотонина в биохимии мозга

Дофамин и серотонин работают в рамках системы реагирования на вознаграждения. Где дофамин обеспечивает чувство предвкушения, а серотонин ставит точку в этом процессе, создавая приятные ощущения. Но наука не стоит на месте, и сейчас ученые продвигаются вглубь. В частности, этот обзор посвящен тому, как глубокая стимуляция мозга (DBS) может повысить выработку дофамина у пациентов с болезнью Паркинсона.

Это пилотное исследование, без масштабной выборки. Процедура сводилась к наблюдению за процессами внутри мозга в рамках специальных условий.

Почему Паркинсон?

Болезнь Паркинсона выбрана потому, что её основной симптом — истощение выработки дофамина в мозгу. Как следствие — потеря контроля над движениями тела. Процедура DBS сводится к тому, что тонкие и длинные провода имплантируются пациенту в определенные области мозга. Напряжение в проводах — способ устранения таких симптомов, как тремор и замедление движений. Также уже доказано, что такая процедура компенсирует дефицит дофамина.

Пять пациентов должны были пройти DBS-терапию в Баптистском медицинском центре Уэйк Форест. Двое пациентов с болезнью Паркинсона и трое с непроизвольным двигательным расстройством нервной системы.

Беспроводные протезы управляемые мозгом, используют те же принципы. Только их задача в том, чтобы человек управлял аугментациями. А здесь речь идет, пока что, про наблюдение.

В то время как нейрохирурги имплантировали электродные массивы для проведения DBS-терапии, другая группа, включая ученых из Политехнического института Вирджинии, работала вместе с ними над внедрением собственного микроэлектрода из углеродного волокна глубоко в мозг. Задачей электрода было следить и записывать колебания в уровнях серотонина и дофамина в том виде, в котором они высвобождаются из нейронов.

Процедура исследования

До того, как пациенты уснули, исследователи попросили их выполнить некоторые упражнения по принятию решений. Пациентам нужно было решить, в каком направлении двигалась серия точек по экрану, после того, как экран гас. Каждый пациент выполнял задание от 200 до 300 раз, иногда его просили указать, насколько он уверен в ответах.

Тем временем на углеродный электрод подавалось низкое напряжение для обнаружения активности дофамина и серотонина в режиме реального времени. Ученые называют этот метод электрохимической циклической вольтамперометрией с быстрым сканированием. И он позволил ученым впервые зафиксировать колебания дофамина и серотонина в течение доли секунды. Тот самый биохакинг мозга, про который мы могли слышать.

Огромное количество людей во всем мире принимают препараты, чтобы воздействовать на системы передачи дофамина и серотонина. Цель понятна — изменить поведение и психическое здоровье. Но вот уже впервые измерена ежеминутная активность в этих системах и установлено, что активность нейрогормонов напрямую связана с восприятием и когнитивными нагрузками. Эти нейрогормоны одновременно пробуждают активность в совершенно разных временных и пространственных масштабах, чем это представлял весь мир!

Профессор Рид Монтегю из Технологического института Вирджинии, старший автор

Где выгода?

Команда говорит, что это значительный прогресс по сравнению с предыдущими попытками отследить эти нейрогормоны. При этом технология позволяет работать с той же частотой и объемом измерений.

Выводы ученых, построенные на наблюдении:

• Уровень серотонина растет, когда испытуемый окончательно отказывался от ранее принятого решения.
• При этом уровень серотонина снижался пропорционально росту уверенности респондента в своем ответе.
• Уровень дофамина стабильно рос по мере того, как испытуемые собирались принять решение.
• Уровень серотонина падал. И человек делал выбор в момент, когда концентрация обоих нейромедиаторов находилась на одном уровне.

Это исследование проливает свет на роль, которую эти нейрохимические вещества играют в обучении, пластичности мозга и в том, как мы воспринимаем окружающую среду. Теперь у нас есть более развернутое представление о том, как наш мозг строит внутреннюю картину реальности, использует восприятие для принятия решений и интерпретирует последствия сделанного выбора. Дофамин и серотонин играют решающую роль во всех этих процессах. Важно отметить, что такие исследования как это поможет нам и другим ученым лучше понять, как препараты, например, ингибиторы обратного захвата серотонина, влияют на когнитивные способности, принятие решений и психические расстройства, в том числе развитие депрессии.

Главный исследователь Кеннет Т. Кишида.

Больше о когнитивных процессах, инструментах работы с сознанием и биохакинге мозга вы узнаете из группы в ВК. Подпишитесь, чтобы первыми получать новые материалы.

Автор материала: Филипп Дончев. Редактор сообщества RISE

Источник: m.vk.com

Комментарии: