Zaostřeno na dopamin a závislost na alkoholu
Optogenetika umožňuje vědcům řídit aktivitu specifických populací mozkových buněk nebo neuronů pomocí světla.
Je překvapivé, že za novou techniku děkujeme spodině rybníka; metoda byla vyvinuta, aby pochopila, jak malé zelené řasy, které dávají spodnímu jezírku jeho charakteristickou barvu, detekují a používají světlo k růstu.
Tato technologie umožnila Evgeny A. Budyginovi, Ph.D., odbornému asistentovi neurobiologie a anatomie ve Wake Forest Baptist Medical Center, zodpovědět kritické otázky týkající se role dopaminu v chování souvisejícím s požíváním alkoholu.
"S touto technikou jsme v podstatě převzali kontrolu nad konkrétními populacemi dopaminových buněk a pomocí světla jsme je přiměli reagovat - téměř jako přepnutím světelného spínače," řekl Budygin.
"Tyto údaje nám poskytují konkrétní pokyny ohledně toho, jaké vzorce aktivace dopaminových buněk mohou být nejúčinnější pro cílení na pití alkoholu."
Nejnovější studie od Budygina a jeho týmu byla zveřejněna online v časopise Hranice v behaviorální neurovědě.
Spoluautor Jeffrey L. Weiner, Ph.D., profesor fyziologie a farmakologie na Wake Forest Baptist, uvedl, že jednou z největších výzev v neurovědě je ovládání činnosti mozkových buněk stejným způsobem, jakým je vlastně ovládá mozek. .
S optogenetikou mohou neurologové libovolně zapínat a vypínat konkrétní neurony, což dokazuje, že tyto neurony skutečně řídí konkrétní chování.
"Již mnoho let víme, jaké oblasti mozku se podílejí na rozvoji závislosti a které neurotransmitery jsou pro tento proces zásadní," řekl Weiner.
"Musíme znát příčinnou souvislost mezi neurochemickými změnami v mozku a návykovým chováním, a to nyní umožňuje optogenetika."
Pomocí modelu hlodavců vědci použili špičkové molekulární techniky k expresi kanálu rhodopsinového proteinu reagujícího na světlo ve specifické populaci dopaminových buněk v systému odměňování mozku.
Poté implantovali drobná optická vlákna do této oblasti mozku a byli schopni řídit aktivitu těchto dopaminových buněk tím, že na ně blikali modrým laserem.
"Můžete umístit elektrodu do mozku a aplikovat elektrický proud, který napodobuje způsob, jakým se mozkové buňky vzrušují, ale když to uděláte, aktivujete všechny buňky v této oblasti," řekl Weiner.
"S optogenetikou jsme byli schopni selektivně řídit specifickou populaci dopaminových buněk v části systému odměňování mozku."
Pomocí této techniky jsme objevili odlišné vzorce aktivace dopaminových buněk, které, jak se zdálo, mohly narušit chování potkanů při pití alkoholu. “
Weiner uvedl, že studie má translační hodnotu, protože „nám poskytuje lepší vhled do toho, jak bychom mohli chtít k léčbě alkoholismu použít něco jako stimulaci hlubokého mozku.
Lékaři začínají používat stimulaci hlubokého mozku k léčbě všeho od úzkosti po depresi, a zatímco to funguje, je za tím jen málo vědeckých poznatků.
Budygin souhlasil. "Nyní podnikáme první kroky tímto směrem," řekl. "Před optogenetickou dobou to nebylo možné."
Zdroj: Wake Forest University
