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.
Примерно так выглядит картина рецепторов, нейронов и синапсов внутри нашей черепной коробки
На связи сообщество RISE: Ноотропы и Биохакинг. Еще больше материалов про личную продуктивность можно найти у нас. Залетайте, чтобы получить root-доступ к работе своего организма.
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!
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:
1. Уровень серотонина растет, когда испытуемый окончательно отказывался от ранее принятого решения.
2. При этом уровень серотонина снижался пропорционально росту уверенности респондента в своем ответе.
3. Уровень дофамина стабильно рос по мере того, как испытуемые собирались принять решение.
4. 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.
Больше интересных подборок, исследований и практических методик вы найдете в Телеграм канале RISE: Ноотропы и биохакинг и группе ВКонтакте. Подписывайтесь, задавайте вопросы, общайтесь в нашем ламповом чате.