Главная » Новости проекта, Полный перечень статей » Крошечные датчики могут измерять уровни допамина в мозге на протяжении более года


    

Допамин, сигнальная молекула, играет важную роль в регулировании нашего настроения, а также в контроле движений. Многие нарушения, включая болезнь Паркинсона, депрессию и шизофрению, связаны с недостаточностью допамина.

Нейробиологи из MIT разработали способ измерения допамина в мозге, что, по их мнению, поможет им узнать гораздо больше о роли этой молекулы как в здоровом, так и в больном мозге.

«Несмотря на то, что о допамине уже известно многое, в частности о связи этого вещества с неврологическими и нейропсихиатрическими состояниями, мы не могли контролировать изменения уровня этого вещества в режиме онлайн в течение длительных периодов времени», – говорит Энн Грейбиэль, профессор Массачусетского технологического института (MIT Institute), член Института исследований мозга MG McGovern и один из старших авторов исследования.

Долгосрочное зондирование

Допамин является одним из многих нейротрансмиттеров, которые используются нейронами в мозге для общения друг с другом. Существующие системы измерения допамина с диаметром вала около 100 микрон, могут использоваться только в течение дня, потому что они приводят к рубцеванию, которое препятствует взаимодействию электродов с дофамином.

В 2015 году команда Массачусетского технологического института продемонстрировала, что крошечные микродатчики могут использоваться для измерения уровней допамина в части мозга, называемой стриатумом, которая содержит клетки, производящие допамин.

Поскольку эти зонды настолько малы (около 10 микрон в диаметре), исследователи могут имплантировать до 16 из них для измерения уровней допамина в разных частях полосатого тела. В новом исследовании ученные хотели проверить, могут ли они использовать эти датчики для долгосрочного отслеживания уровня допамина.

«С самого начала наша основная цель заключалась в том, чтобы заставить датчики работать в течение длительного периода времени и производить точное считывание изо дня в день», – говорит Швердт. «Это необходимо, если вы хотите понять, как эти сигналы опосредуют конкретные заболевания или состояния».

Чтобы разработать датчик, который может быть точным в течение длительных периодов времени, исследователи должны были убедиться, что они не спровоцируют иммунную реакцию к образованию рубцовой ткани, которая помешает точности показаний.

Команда MIT обнаружила, что их крошечные датчики были почти невидимы для иммунной системы, даже в течение продолжительных периодов времени. После имплантации сенсоров микроглии (иммунные клетки, которые реагируют на кратковременный ущерб) и астроциты, которые реагируют в течение более длительных периодов, были такими же, как и в мозговой ткани, свободной от зондов.

В этом исследовании ученные имплантировали от трех до пяти датчиков в полосатое тело животного на глубину около 5 миллиметров. После этого они принимали показания каждые несколько недель после стимуляции высвобождения дофамина из ствола мозга, который перемещался в полосатое телов. Они обнаружили, что измерения оставались непротиворечивыми на протяжении почти 393 дней.

«Это дает нам большую уверенность в том, что в будущем такие датчики могут быть имплантированы в человеческое тело», – говорит Швердт.

Исследователи говорят, что если эти датчики будут разработаны для использования у людей, то с их помощью можно будет мониторить пациентов с болезнью Паркинсона, которые проходят лечение с помощью глубокой стимуляции мозга. Этом метод лечения предполагает имплантацию электродов в глубокие струтктуры мозга, а использование датчика для контроля уровня допамина поможет врачам стимулировать выработку допамина более избирательно и только тогда, когда это будет необходимо.

Исследователи теперь изучают адаптацию датчиков для измерения других нейротрансмиттеров в головном мозге и для измерения электрических сигналов, которые также могут быть нарушены при болезни Паркинсона и других заболеваниях.

Ещё новости:

  1. Что происходит в мозге, когда люди о чем-то забывают?
  2. Операция на головном мозге
  3. Белый фосфор
  4. Церебральная гипоксия
  5. Галлюцинации и бредовые заблуждения связаны с более плохими результатами в общей популяции