دکتر سید سلمان فاطمی

تکنولوژی های جدید میتواند حالت عاطفی فرد را مشخص کند و به پزشکان دیدی جدید از فعالیت ها در مغز بدهد

نگاهی انقلابی به سیستم نورآدرنالین

ویژه ی علوم اعصاب23 اکتبر 2023

خلاصه: محققان، در سیستم نورآدرنالین مغز عمیق‌تر کاوش کرده‌اند و بینشی را آشکار کرده‌اند که می‌تواند به درک اختلالاتی مانند ADHD، اضطراب و افسردگی کمک کند.

این مطالعه به دلیل روش‌شناسی نوآورانه‌اش قابل توجه است: ثبت فعالیت شیمیایی در زمان واقعی real timeبا استفاده از الکترودهای بالینی معمول برای صرع.

این رویکرد که نتیجه ی 11 سال تلاش است، اکنون به دانشمندان اجازه می‌دهد تا فعالیت‌هایی از مغز را مشاهده کنند که قبلاً از دید آنها پنهان بود.

این تحقیق یک گام به جلو را در درک عملکرد سیستم NA و پویایی وسیع‌تر شیمی مغز نشان می‌دهد.

حقایق کلیدی:

این تیم یک روش مبتکرانه را برای ثبت فعالیت شیمیایی در زمان واقعی از طریق الکترودهای بالینی استاندارد ابداع کردند که پس از 11 سال تلاش حاصل شد.

با استفاده از این تکنیک، محققان بینش جدیدی در مورد سیستم نورآدرنالین، به ویژه ارتباط آن با شدت احساس و ارتباط آن با شرایطی مانند ADHD به دست آورده اند.

اکنون می توان این روش را بدون نیاز به الکترودهای انحصاری، با تکیه بر الکترودهایی- که از قبل، مورد استفاده بالینی هستند- اعمال کرد.

توضیح:

یک تیم بین‌المللی از محققان بینش‌ ارزشمندی در مورد ارائه کرده‌اند. سیستم نورآدرنالین مغز (NA) ، هدف طولانی مدت داروهایی برای درمان اختلال کمبود توجه/بیش فعالی، افسردگی و اضطراب بوده است.

این تحقیق که به صورت آنلاین در مجله Current Biology در روز دوشنبه (23 اکتبر) منتشر شد، نه تنها بینش جدیدی در مورد شیمی مغز ارائه می‌کند، بلکه می‌تواند پیامدهایی برای بخش گسترده‌ای از شرایط پزشکی داشته باشد، بلکه ظرفیت جدید قابل توجهی را برای به دست آوردن داده‌ها از مغز انسان زنده فراهم کند. الکترودها در آمیگدال بودند. آمیگدال، ناحیه ای از مغز است که عمیقاً با پردازش عاطفی در هم می آمیزد و عمیقاً تحت تأثیر سیگنال های NA قرار دارد.

رید مونتاگ، همکار و نویسنده ی ارشد این مطالعه و پروفسور VTC Vernon Mountcastle در ویرجینیا تک، و مدیر مرکز گفت: «گروه ما در حال توصیف اولین neurochemistry«سریع» است که توسط ولتامتری از انسان‌های آگاه ثبت شده است. این یک گام بزرگ به جلو است. این رویکرد روش‌شناختی پس از بیش از 11 سال توسعه گسترده به طور کامل در انسان پیاده‌سازی شد.

در مورد روش

تکنیک‌های ولتامتری برای انجام قرائت‌های الکتروشیمیایی فوری در جوندگان و سایر مدل‌های آزمایشگاهی، بینش عمیقی را برای حدود 30 سال در مورد عملکرد مغز به دست آورده‌ است، اما هیچ مسیر روشنی برای استفاده از این تکنیک‌ها در انسان وجود نداشته است زیرا نیاز به قرار دادن الکترود در مغز دارد.

مونتاگ که استاد دپارتمان فیزیک در کالج علوم ویرجینیا و در دپارتمان روانپزشکی و پزشکی رفتاری دانشکده پزشکی کاریلیون در ویرجینیا تک است، گفت: «در عوض، ما بر روی آنچه که در حال حاضر در بیماران برای اقدامات پزشکی استفاده می‌شود تمرکز کردیم و بررسیی کردیم که چه زمانی جراحان، سیمی را در مغز کسی قرار می دهند؟ و آیا می‌توانیم روشی را برای این کار طراحی کنیم؟»

رویکردهای اولیه این تیم مستلزم قرار دادن الکترودهای فیبری منحصر به کربن در بیماران بیدار است که در موسسه تحقیقات زیست پزشکی فرالین طراحی شده بود. این بیماران تحت عمل جراحی تحریک عمیق مغز برای بیماری پارکینسون یا سایر اختلالات قرار می گرفتند.

تیم تحقیقاتی اکنون نشان داده است که الکتروشیمی را می‌توان با الکترودهایی که قبلاً در جای خود بوده اند و برای موارد بالینی استاندارد استفاده میشده اند، انجام داد و این، دریچه‌ای را به روی فعالیت‌های مغزی که قبلاً دیده نشده است باز می‌کند.

در مورد سیستم نورآدرنالین

الکترودها در آمیگدال بودند. این ناحیه ای از مغز است که عمیقاً با پردازش عاطفی در هم می آمیزد و عمیقاً تحت تأثیر سیگنال های NA قرار دارد.

سیستم NA از یک هسته ی کوچک مغز میانی به نام لوکوس سرولئوس (LC) سرچشمه می گیرد و مدت هاست که نقطه ی کانونی برای توسعه داروهایی با هدف درمان شرایطی مانند ADHD، افسردگی و اضطراب است.

«به نظر می‌رسد سیستم LC-NA برانگیختگی و توجه را تنظیم می‌کند و یک هدف دارویی در شرایط متعدد بالینی است، اما درک ما از نقش آن در سلامت و بیماری به دلیل عدم ثبت مستقیم در انسان، با مشکل مواجه شده است.» نویسنده اصلی، دان بنگ، دانشیار پزشکی بالینی و عضو بنیاد لاندبک در دانشگاه آرهوس دانمارک، و استادیار در موسسه تحقیقات بیومدیکال فرالین میگوید: ما به این چالش پرداختیم.»

در این مطالعه، سه بیمار، تصاویر خنثی و شطرنجی را مشاهده کردند که با تصاویر بار عاطفی از پایگاه بین‌المللی عکس‌های عاطفی ترکیب شده بود، و چگونگی واکنش سیستم NA به حالات احساسی مختلف مشخص شد.

همانطور که انتظار می رفت، سطوح NA با شدت عاطفی، به ویژه در هنگام مواجهه با تصاویر غیرمنتظره، ارتباط داشت، و این، بر اهمیت سیستم NA در شرایطی مانند ADHD تأکید می کرد.

وائل اسعد، مدیر بخش جراحی مغز و اعصاب عملکردی و صرع در بیمارستان رود آیلند و معاون تحقیقات در بخش جراحی مغز و اعصاب در دانشگاه براون، گفت: «این کار پیشگامانه ای است که نشان دهنده ی پیشرفت فنی قابل توجهی در توانایی ما برای درک فعالیت مغز انسان است.

در حالی که برای سال‌ها امکان ثبت فعالیت الکتریکی مغز در انسان‌ها در محیط‌های مختلف وجود داشته است، این تنها نیمی از تصویر را به ما می‌دهد. (ثبت فعالیت الکتریکی بخشی از رخدادها در مغز انسان است. بخش دیگر فعالیت های شیمیایی است که در مغز رخ میدهد. توانایی برای ثبت این فعالیت ها، از بخش بزرگی از واکنش ها در مغز پرده برداری میکند.)

اسعد گفت اینکه چگونه این نورون‌ها با انتقال‌دهنده‌های عصبی در زمان واقعی و در مقیاس‌های زمانی کوتاه، ارتباط برقرار می‌کنند، عموماً مطالعه ای بسیار دشوارتر بوده است.

علاوه بر ارزش علمی، این مطالعه تکنیک هایی را نشان می دهد که برای طیف وسیعی از مطالعات، ارزش فوق العاده ای خواهد داشت. این نشان دهنده نقطه عطفی در تلاش های ما برای درک عملکرد مدارهای مغز انسان است.

این گروه، اولین گروهی است که در یک مطالعه پیشگامانه در سال 2011 تغییرات فرعی در مواد شیمیایی مغز را در افراد بیدار مشاهده کرد.

دانشمندان بعداً در یک سری از مقالات در سال‌های 2016، 2018 و 2020 با استفاده از الکترودهای طراحی‌شده مخصوص قرار داده شده در طی عمل جراحی تحریک عمقی مغز، کشف کردند که چگونه دوپامین و سروتونین به طور مشترک در تصمیم‌گیری و پردازش حسی انسان حمایت می‌کنند.

نورآدرنالین تعدیل عاطفی توجه را در آمیگدال انسان دنبال می کند توسط Read Montague و همکاران. زیست شناسی کنونی

خلاصه

سیستم نورآدرنالین (NA) یکی از اصلی ترین سیستم های تعدیل کننده عصبی مغز است. این ماده، از یک هسته کوچک مغز میانی، لوکوس سرولئوس (LC) سرچشمه می گیرد و به طور گسترده در سراسر مغز پخش می شود.

اعتقاد بر این است که سیستم LC-NA برانگیختگی و توجه را تنظیم می کند و یک هدف دارویی در شرایط بالینی متعدد است. با این حال درک ما از نقش آن در سلامت و بیماری به دلیل عدم ثبت مستقیم در انسان با مشکل مواجه شده است.

در اینجا، با نشان دادن اینکه تخمین‌های الکتروشیمیایی دینامیک NA فرعی دوم را می‌توان با استفاده از الکترودهای عمق بالینی کاشته‌شده برای نظارت بر صرع، به این مشکل پرداخت.

ما این الکترودها را در اطراف آمیگدال جای دادیم، آمیگدال یک ساختار باستانی تکاملی است که از پردازش عاطفی پشتیبانی می‌کند و پیش‌بینی‌های متراکم LC-NA را دریافت می‌کند، این در حالی بود که بیماران (n = 3) یک کار عجیب و غریب عاطفی بصری را انجام می دادند.

این کار برای القای حالات شناختی مختلف، با محرک‌های عجیب شامل تصاویر هیجان‌انگیز طراحی شد. که از نظر برانگیختگی (کم در مقابل زیاد) و ظرفیت (منفی در مقابل مثبت) متفاوت بود، مطابق با تئوری، تخمین‌های NA مدولاسیون عاطفی توجه را با واکنش عجیب‌تر، در حالت برانگیختگی بالا به صورتی قوی‌تر دنبال می‌کرد.

تخمین‌های موازی اتساع مردمک، یک واکنش رایج برای فعالیت LC-NA، از این فرضیه پشتیبانی می‌کند که جفت شدن مردمک-NA با وضعیت شناختی تغییر می‌کند، با تخمین‌های مردمک و NA که برای محرک‌های شگفت آور در انگیختگی زیاد و نه حالت برانگیختگی کم، همبستگی مثبت دارند.

https://neurosciencenews.com/noradrenaline-system.../...