Új szenzorok mérik a dopamint az agyban egy évig a Medlife
A Parkinson-kórban és más betegségekben diagnosztizált betegek megfigyelésére kis szondák használhatók.
A dopamin az agyban használt jelzőmolekula, amely fontos szerepet játszik mind a hangulatszabályozásban, mind a mozgásszabályozásban. Számos rendellenesség, például Parkinson-kór, depresszió vagy skizofrénia kapcsolódik a dopaminhiányhoz. Az MIT neurológusai egy új technikát fejlesztettek ki az agy dopaminjának mérésére egy évig, és többet tudtak meg az agyban betöltött szerepéről - írja az eurekalert.org.
"Azt már tudtuk, hogy a dopamin olyan molekula, amelynek nagy szerepe van az agyban történő jelzésben. Ezenkívül részt vesz neurológiai és neuropszichés folyamatokban, például a tanulás képességében. Mindeddig azonban lehetetlen volt olyan hosszú ideig figyelemmel kísérni a dopamin felszabadulását, amely bizonyos betegségekhez kapcsolódott. "- mondta Ann Graybiel, a tanulmány egyik vezető szerzője és a MIT Kutatóintézet professzora. A tanulmány a Kommunikációs Biológia szakban jelent meg, Helen Schwerdt vezetésével.
A dopamin egy neurotranszmitter, amelyet az idegsejtek egymással kommunikálnak
A hagyományos dopaminmérőrendszer körülbelül 100 mikron átmérőjű szénelektródákat használ. Ezt a rendszert csak egy napig lehet használni, mert hegesedést okoz a szövetben, ami befolyásolja az elektródák kölcsönhatását a dopaminnal. 2015-ben az MIT csapata bebizonyította, hogy mikrofabronizált érzékelőkkel mérhető a dopaminszint az agy striatum nevű régiójában, amely dopamintermelő sejteket tartalmaz, amelyek elengedhetetlenek a szokás kialakításához és a tanuláshoz. Ezek a szondák nagyon kicsiek, körülbelül 10 mikron átmérőjűek, így akár 16 szonda is beültethető a dopaminszint mérésére a striatum különböző részein. Ebben a tanulmányban a kutatók arra törekedtek, hogy kiderítsék, meddig használhatják ezeket az érzékelőket.
"Célunk az volt, hogy az érzékelők a lehető leghosszabb ideig működjenek, és a lehető legpontosabban mérjük a dopamin szintjét egyik napról a másikra. Erre azért van szükség, hogy jobban megértsük bizonyos betegségeket "- mondja Schwerdt.
A lehető leghosszabb ideig működő szenzor kifejlesztéséhez a kutatóknak biztosítaniuk kell, hogy az ne okozzon immunreakciókat, és ne hozzon létre hegeket, amelyek megakadályozzák a dopaminszint pontos mérését. Így azt tapasztalták, hogy a szenzorok hosszú ideig szinte láthatatlanok voltak az immunrendszer számára. A szenzorok beültetése után a mikroglia (immunsejtek, amelyek rövid ideig tartó elváltozásokra reagálnak) és az asztrociták populációi, amelyek hosszabb ideig reagálnak, megegyeztek az agyszövet populációival, amelyekbe nem helyeztek szondákat.
A vizsgálat során a kutatók három és öt szondát ültettek be minden állatra, körülbelül öt milliméteres mélységben a striatumba. Néhány héttel méréseket végeztek, miután stimulálták a striatumba mozgó agytörzsből a dopamin felszabadulását. Így azt találták, hogy a mérések akár 393 napig is konzisztensek voltak.
"Ez az első alkalom, hogy ez az érzékelő több mint néhány hónapig működik, ami magabiztosságot ad számunkra, hogy ezt a technikát egy nap alatt fel lehet használni" - mondja Schwerdt.
Ha ezeket emberek számára fejlesztették ki, ezek az érzékelők segíthetnek a Parkinson-kórban diagnosztizált betegek megfigyelésében, akiknek agyát gyakran stimulálják. A kezelés során elektródot kell beültetni, amely elektromos impulzusokat vált ki az agyban. Érzékelő használata a dopaminszint monitorozásához segíthet az orvosoknak szelektívebb stimulációt csak szükség esetén. A kutatók jelenleg tanulmányozzák a szenzorok adaptálását az agy más neurotranszmittereinek és az elektromos jelek mérésére, amelyeket olyan betegségek is megzavarhatnak, mint a Parkinson-kór.