Нови сензори измерват допамина в мозъка за една година Medlife
Малки сонди могат да се използват за наблюдение на пациенти с диагноза Паркинсон и други заболявания.
Допаминът е сигнална молекула, използвана в мозъка, която играе важна роля както за регулиране на настроението, така и за контрол на движението. Много нарушения, като Паркинсон, депресия или шизофрения, са свързани с недостиг на допамин. Невролозите от MIT са разработили нова техника за измерване на допамин в мозъка в продължение на една година, за да разберат повече за ролята му в мозъка, според eurekalert.org.
„Вече знаехме, че допаминът е молекула с основна роля в сигнализирането в мозъка. В допълнение, той участва в неврологични и невропсихични процеси, като способността да се учи. Досега обаче беше невъзможно да се наблюдават промените в освобождаването на допамин за периоди, достатъчно дълги, за да бъдат свързани с определени заболявания “, каза Ан Грейбиел, един от водещите автори на изследването и професор в MIT Research Institute. Изследването е публикувано в „Комуникационна биология“ и ръководено от Хелън Шверд.
Допаминът е невротрансмитер, използван от невроните за комуникация помежду си
Традиционната система за измерване на допамин използва въглеродни електроди с диаметър около 100 микрона. Тази система може да се използва само за един ден, защото причинява образуване на белези в тъканта, което засяга способността на електродите да взаимодействат с допамина. През 2015 г. екипът на MIT демонстрира, че микроизработените сензори могат да се използват за измерване на нивата на допамин в мозъчната област, наречена стриатум, която съдържа клетки, произвеждащи допамин, които са от съществено значение за формирането на навици и ученето. Тези сонди са много малки, около 10 микрона в диаметър, така че до 16 сонди могат да бъдат имплантирани за измерване на нивата на допамин в различни части на стриатума. В това проучване изследователите се стремят да разберат колко дълго могат да използват тези сензори.
„Нашата цел беше да накараме сензорите да работят възможно най-дълго и да измерим нивото на допамин възможно най-точно от един ден на следващия. Това е необходимо, за да се разберат по-добре определени заболявания ", казва Schwerdt.
За да разработят сензор, който работи възможно най-дълго, изследователите трябва да се уверят, че той не предизвиква имунни реакции и не създава белези, които пречат на точното измерване на нивата на допамин. По този начин те откриха, че сензорите са почти невидими за имунната система, дори за дълги периоди от време. След имплантирането на сензорите, популациите от микроглии (имунни клетки, които реагират на краткосрочни лезии) и астроцити, които реагират за по-дълги периоди, са идентични с тези в мозъчната тъкан, в която не са поставени сонди.
В проучването изследователите имплантират между три и пет сонди за всяко животно, на дълбочина около пет милиметра, в стриатума. Те направиха измервания няколко седмици след стимулиране на освобождаването на допамин от мозъчния ствол, който се премести в стриатума. По този начин те установиха, че измерванията са последователни до 393 дни.
„Това е първият път, когато тези сензори показват, че работят повече от няколко месеца, което ни дава увереност, че тази техника може да се използва за един ден“, казва Schwerdt.
Ако бъдат разработени за използване при хора, тези сензори могат да помогнат за наблюдение на пациенти с диагноза Паркинсон, чийто мозък често се стимулира. Лечението включва имплантиране на електрод, който задейства електрически импулси в мозъка. Използването на сензор за наблюдение на нивата на допамин може да помогне на лекарите да осигурят по-селективна стимулация само когато е необходимо. Понастоящем изследователите изучават адаптация на сензори за измерване на други невротрансмитери в мозъка и за измерване на електрически сигнали, които също могат да бъдат нарушени от заболявания като Паркинсон.