Noradrenalin sistemine devrim niteliğinde bir bakış

özet: Araştırmacılar beynin noradrenalin sistemini araştırarak DEHB, anksiyete ve depresyon gibi bozuklukların anlaşılmasına yardımcı olabilecek bilgileri ortaya çıkardı.

Çalışma, yenilikçi metodolojisi ile dikkat çekiyor: epilepsi için rutin klinik elektrotlar kullanılarak kimyasal aktivitenin gerçek zamanlı olarak kaydedilmesi. 11 yıllık bir çalışmanın sonucu olan bu yaklaşım, artık bilim adamlarının daha önce gizlenen beyin aktivitesini izlemesine olanak tanıyor.

Bu araştırma, NA sisteminin işleyişini ve daha geniş beyin kimyası dinamiklerini anlamada büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor.

Ana unsurlar:

1. Ekip, 11 yıldan fazla süren geliştirme sürecinin ardından büyük bir atılım olan, standart klinik elektrotlardan gerçek zamanlı kimyasal aktiviteyi kaydetmek için öncü bir yöntem geliştirdi.
2. Araştırmacılar bu tekniği kullanarak noradrenalin sistemine, özellikle de bunun duygusal yoğunlukla ilişkisine ve DEHB gibi durumlardaki önemine ilişkin yeni bilgiler elde ettiler.
3. Bu metodoloji artık özel elektrotlara ihtiyaç duymadan, halihazırda klinik kullanımda olanlara güvenilerek uygulanabiliyor.

kaynak: Virginia Teknik Üniversitesi

Uluslararası bir araştırma ekibi, dikkat eksikliği/hiperaktivite bozukluğu, depresyon ve anksiyete tedavisinde uzun süredir kullanılan ilaçların hedefi olan beyindeki noradrenalin (NA) sistemi hakkında değerli bilgiler sağladı.

Bulguların arkasında aynı derecede önemli olan şey, araştırmacılar tarafından epilepsiyi izlemek için rutin olarak implante edilen standart klinik elektrotlardan gerçek zamanlı kimyasal aktiviteyi kaydetmek için geliştirilen öncü metodolojidir.

Dergide çevrimiçi yayınlandı Güncel biyoloji 23 Ekim Pazartesi günü yapılan araştırma, yalnızca beyin kimyasına ilişkin, çok çeşitli tıbbi durumlara etkileri olabilecek yeni bilgiler sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda yaşayan insan beyninden veri elde etme konusunda dikkate değer yeni bir yeteneğin altını çiziyor.

Virginia Tech’teki VTC Vernon Mountcastle Araştırma Profesörü ve Beşeri Bilimler Merkezi’nin yöneticisi olan çalışmanın ortak yazarı ve başyazarı Reed Montagu, “Grubumuz, bilinçli insanlardan voltametri ile kaydedilen ilk ‘hızlı’ nörokimyayı tanımlıyor” dedi. . VTC’deki Fralin Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nün Sinirbilim Araştırması ve İnsan Nörogörüntüleme Laboratuvarı.

“Bu, ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır ve 11 yıldan fazla süren yoğun geliştirme sürecinin ardından sistematik yaklaşım, insanlara tamamen uygulanmıştır.”

Yöntem hakkında

Kemirgenlerde ve diğer laboratuvar modellerinde gerçek zamanlı elektrokimyasal okumalar elde etmeye yönelik potansiyometre teknikleri, yaklaşık 30 yıldır beyin fonksiyonuna ilişkin derin bilgiler sağlamıştır, ancak bu teknikleri insanlarda kullanmanın net bir yolu bulunamamıştır çünkü beyne elektrot yerleştirilmesini gerektirir. .

Aynı zamanda Virginia Tech Bilim Koleji Fizik Bölümü’nde ve Virginia Tech Psikiyatri ve Davranışsal Tıp Bölümü’nde profesör olan Montagu, “Bunun yerine, tıbbi prosedürlerde hastalar üzerinde halihazırda kullanılanlara odaklandık” dedi. Carillion Tıp Fakültesi. “Cerrahlar gerçekten ne zaman birinin beynine kablo yerleştirir? Peki bundan faydalanmanın bir yolunu tasarlayabilir miyiz?”

Ekibin ilk yöntemleri, Fralin Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nde tasarlanan özel karbon fiber elektrotların, Parkinson hastalığını veya diğer bozuklukları tedavi etmek için derin beyin stimülasyonu ameliyatı geçiren uyanık hastalara yerleştirilmesini gerektiriyordu.

Araştırma ekibi, elektrokimyanın halihazırda mevcut olan ve standart klinik kullanımda olan elektrotlar kullanılarak yapılabileceğini gösterdi ve beyin aktivitesine daha önce hiç görülmemiş bir pencere açtı.

Noradrenalin sistemi hakkında

Elektrotlar, beynin duygusal işlemeyle derinden iç içe geçmiş ve NA sinyallerinden güçlü bir şekilde etkilenen bir bölgesi olan amigdalaya yerleştirildi.

NA sistemi, orta beyindeki locus coeruleus (LC) olarak bilinen küçük bir çekirdekten kaynaklanır ve DEHB, depresyon ve anksiyete gibi durumların tedavisini amaçlayan ilaçların geliştirilmesinde uzun süredir odak noktası olmuştur.

“LC-NA sisteminin uyarılmayı ve dikkati düzenlediği düşünülüyor ve birçok klinik durumda ilaç hedefi oluyor, ancak sağlık ve hastalıktaki rolüne ilişkin anlayışımız, insanlarda doğrudan kayıtların olmaması nedeniyle engelleniyor.” Baş yazar Dan Pang, klinik tıp doçenti ve Danimarka Aarhus Üniversitesi’nde Lundbeck Vakfı Üyesi ve Fralin Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nde yardımcı doçent. “Bu sorunu çözdük.”

Çalışmada, üç hasta, Uluslararası Duygusal Görüntü Veri Tabanından alınan duygu yüklü görüntülerle karıştırılmış nötr dama tahtası görüntülerini izledi ve NA sisteminin farklı duygusal durumlara nasıl tepki verdiğine ışık tuttu.

Beklendiği gibi, NA düzeyleri, özellikle beklenmedik görüntülerle karşılaşma sırasında duygusal yoğunlukla ilişkiliydi; bu da, DEHB gibi durumlarda NA sisteminin öneminin altını çiziyordu.

Rhode Island Hastanesi fonksiyonel beyin cerrahisi ve epilepsi direktörü ve Brown Üniversitesi Nöroşirürji Bölümü araştırma başkan yardımcısı Wael Asaad, “Bu, insan beyni aktivitesini anlama yeteneğimizde büyük bir teknik ilerlemeyi temsil eden öncü bir çalışmadır” dedi. Araştırmaya katılmadı.

Asaad, “İnsanlarda elektriksel beyin aktivitesini çeşitli ortamlarda uzun yıllardan beri kaydetmek mümkün olsa da, bu bize resmin yalnızca yarısını veriyor” dedi ve şöyle devam etti: “Bu nöronlar, nörotransmitterlerle kısa zaman aralıklarında gerçek zamanlı olarak nasıl iletişim kurar?” Asaad şöyle konuştu: “Genellikle çalışmak daha zordu.”

“Bu çalışmanın bilimsel değerinin yanı sıra, gösterdiği teknikler de geniş bir yelpazedeki çalışmalar için muazzam bir değere sahip olacak. Bu, insan beyni devrelerinin işlevlerini anlama çabalarımızda önemli bir kilometre taşını temsil ediyor.”

Takım hakkında

Önceki çalışmalarda grup, 2011 yılında yapılan çığır açıcı bir çalışmada uyanık insanlarda beyin kimyasallarında saniyenin altındaki farklılıkları gözlemleyen ilk gruptu.

Bilim insanları daha sonra 2016, 2018 ve 2020’deki bir dizi yayında derin beyin stimülasyon ameliyatı sırasında yerleştirilen özel tasarlanmış elektrotları kullanarak dopamin ve serotoninin birlikte insanın karar verme sürecini ve duyusal işlemeyi nasıl desteklediğini araştırdı.

Sinirbilim araştırma haberleri hakkında

yazar: John Pasteur
kaynak: Virginia Teknik Üniversitesi
iletişim: John Pastor – Virginia Tech
resim: Resim Neuroscience News’e atfedilmiştir

Orijinal arama: Açık Erişim.
“Noradrenalin, insan amigdalasındaki duygusal dikkat modülasyonunu izliyor“Reed Montague ve diğerleri tarafından. Güncel biyoloji

Özet

Noradrenalin, insan amigdalasındaki duygusal dikkat modülasyonunu izliyor

Öne Çıkanlar

• İkinci saniyenin altındaki nöromodülasyon dinamikleri klinik derinlik elektrotları kullanılarak ölçülebilir
• İnsan amigdalasındaki noradrenalin dinamikleri dikkati ve uyarılmayı yansıtır
• Noradrenalin ile gözbebeği genişlemesi arasındaki bağlantı bilişsel duruma bağlıdır

özet

Noradrenalin (NA) sistemi beyindeki başlıca sinir sistemlerinden biridir; Orta beyindeki küçük bir çekirdek olan locus coeruleus’tan (LC) kaynaklanır ve beyin boyunca yaygın olarak dağılır.

LC-NA sisteminin uyarılmayı ve dikkati düzenlediği düşünülmektedir ve birçok klinik durumda ilaç hedefidir. Bununla birlikte, sağlık ve hastalıktaki rolünü anlamamız, insanlarda doğrudan kayıtların bulunmaması nedeniyle engellenmektedir.

Burada, epilepsi izleme için implante edilen klinik derinlik elektrotları kullanılarak saniyenin altındaki NA dinamiklerinin elektrokimyasal tahminlerinin elde edilebileceğini göstererek bu konuyu ele alıyoruz.

Bu kayıtları, hastalar (n = 3) duygusal bir görsel tuhaf görev gerçekleştirirken, duygusal işlemeyi destekleyen ve yoğun LC-NA projeksiyonları alan, gelişimsel olarak eski bir yapı olan amigdalada yaptık.

Görev, uyarılma (düşük vs. yüksek) ve değerlik (negatif vs. pozitif) açısından değişen, duygusal açıdan uyandırıcı görüntüler içeren tuhaf uyaranlarla farklı bilişsel durumları tetiklemek için tasarlandı. Teoriyle tutarlı olarak NA, dikkatin duygusal modülasyonunun izlendiğini ve daha güçlü tuhaflıkların yüksek uyarılma durumunda yanıt verdiğini tahmin ediyor.

LC-NA aktivitesi için ortak bir davranışsal gösterge olan gözbebeği genişlemesinin paralel tahminleri, gözbebeği-NA eşleşmesinin bilişsel durumla değiştiği hipotezini destekledi; gözbebeği ve NA tahminleri yüksek fakat düşük uyarılma durumunda garip uyaranlarla pozitif olarak ilişkiliydi. -Heyecan durumu.

Çalışmamız, standart klinik kullanımda derinlik elektrotları kullanılarak nöromodülatör izlemenin artık mümkün olduğuna dair kanıt sağlıyor.