パーキンソン病患者のドーパミン機能に関する新しい洞察

バージニア工科大学カリリオン研究所の科学者たちは、パーキンソン病患者の脳における前例のない精度で主要な神経伝達物質の放出を測定しました。

意識のある患者が投資ゲームをプレイしたときに脳手術中に収集された測定値は、ドーパミンの急速な放出が人間の選択に重要な情報をどのようにエンコードするかを示しています。

調査結果は、パーキンソン病だけでなく、うつ病や中毒を含む他の神経および精神疾患にも広範囲に影響を与える可能性があります。

研究者たちはドーパミンのレベルの変化を、以前に人間で記録されたものよりも1000倍速く検出しました。これらの迅速な測定と強化された化学的特異性を組み合わせることにより、科学者はドーパミンが以前考えられていたよりもはるかに複雑な役割を果たすことを発見することができました。

この研究は本日、全米科学アカデミーの議事録.

「人間以外のモデル生物における20年以上の研究は、人間の行動の誘導におけるドーパミンの疑わしい役割の非常に具体的な絵を描いた」とバージニア工科カリオン研究所の人間神経画像研究所のディレクターであり、紙。

「そして今、これらの最初の測定が人間で直接行われたため、この写真はひどく不完全であることがわかりました。」

モンタギューと彼のチームは、ウェイクフォレスト大学ヘルスサイエンスの脳神経外科医（Stephen Tatter、Adrian Laxton、故Thomas Ellis）と協力して、深部脳刺激電極を埋め込むための手術を受けているパーキンソン病患者のドーパミン信号を測定しました。深部脳刺激は、パーキンソン病の症状を緩和することが示されています。

17人の患者は、モンタギューのチームが移植手術中にドーパミン信号を記録できるように自発的に申し出ました。

「私たちは彼らの脳でバラバラになっているシステムを研究しています」と、この論文の初著者であり、バージニア工科大学カリリオン研究所の研究科学者である岸田健博士は述べた。 「パーキンソン病はドーパミン放出ニューロンの死が特徴であり、私たちは病気のプロセスの根本的なメカニズムを理解しようとしています。」

岸田氏とモンタギュー氏は共に、この研究に志願した患者の寛大さを指摘した。

「ドーパミン信号を測定するためのこのタイプのアクセスは非常に貴重です」と岸田氏は語った。 「また、これらの測定を17人で行いました。これは、これまでにない17です。」

ドーパミン信号を捕捉するために、特にドーパミン活性が低い人々では、研究者たちは非常に敏感な方法を開発する必要がありました。

意識のある患者が投資ゲームをするにつれて、研究者たちは超迅速ドーパミンパルスの読み取りを行いました。彼らは、期待される報酬と実際の結果に直接関係するドーパミン反応を見ると期待していました。彼らはしなかった。

「ドーパミンの約1000パルスのデータセットを分析しましたが、データはフラットでした」と、バージニア工科大学の物理学の教授であり、バージニア工科カリオン研究所の計算精神医学ユニットのディレクターでもあるモンタギューは言いました。 「シグナルは陽性反応と陰性反応を区別しませんでした。」

研究者たちは測定値を取得すると、ドーパミンが実際に何をシグナリングしているかを分析し始めました。

「ドーパミンは2つの要因を追跡することがわかりました。何が起こったのか、何が起こったのか」とモンタギューは述べました。 「私たちのドーパミンニューロンは、何かが改善したか悪化したかを追跡するように見え、この情報はドーパミン放出の急速な変化によってエンコードされます。これらの発見は、パーキンソン病患者のドーパミン系に何が欠けているのかを計算上明らかにし始めるかもしれません。」

ドーパミンシグナル伝達のメカニズムを調べるモンタギューの最初の計算研究以来、調査結果は20年以上になります。

「何ができたのか」は、人々が実際の結果を評価する方法の一部であるという考えは新しいものではありません。しかし、ドーパミンがこの情報を人間の脳で組み合わせるということを誰も期待していませんでした。

研究者は個々のドーパミン信号への複数の寄与を測定したので、健康と病気における人間の脳の学習システムを探索するためのさらに多くの経路があります。

ソース：バージニアテック