Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойНаукаСкрытая магистраль мозга: нейронные пути, связывающие мотивацию, зависимость и болезнь

Скрытая магистраль мозга: нейронные пути, связывающие мотивацию, зависимость и болезнь

- Advertisement -

Новаторское исследование выявило прямой путь между базальными ганглиями мозга, формирующими привычки, и мозжечком, участвующим в моторном обучении. Эта связь может изменить наше понимание функций мозга и найти новые методы лечения таких расстройств, как болезнь Паркинсона. Фото: SciTechDaily.com

Исследователи говорят, что одна область мозга, мозжечок, может оказывать большее влияние на эти дофаминовые нейроны, чем предполагалось.

Новые результаты опубликованы сегодня (25 января) в журнале Природа Нейронаука пролили свет на загадочный путь между центром вознаграждения мозга, который играет ключевую роль в формировании привычек, известным как базальные ганглии, и другой анатомически отдельной областью, где расположены почти три четверти нейронов мозга и участвуют в двигательном обучении, известный как мозжечок.

Исследователи говорят, что связь между этими двумя областями потенциально меняет наше фундаментальное представление о том, как мозг обрабатывает произвольные движения и обусловленное обучение, и может дать новое понимание нейронных механизмов, лежащих в основе зависимости и нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона.

Исследование неизведанных нейронных связей

«Мы изучаем прямую связь между двумя основными компонентами двигательной системы нашего мозга, которая отсутствует в учебниках по нейробиологии. Традиционно считается, что эти системы функционируют независимо», — сказал Фарзан Надим, заведующий кафедрой биологических наук NJIT, чьи исследования в сотрудничестве с лабораторией Ходаха Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна финансируются Национальные институты здоровья.

«Этот путь физиологически функционален и потенциально влияет на наше поведение каждый день».

Хотя обе подкорковые структуры уже давно известны своей разной ролью в координации движений через кору головного мозга, они также имеют решающее значение как для условного обучения, так и для обучения с коррекцией ошибок.

Базальные ганглии, группа ядер среднего мозга, которую Надим описывает как «систему «гоу-нету» мозга», определяющую, инициируем или подавляем движение, также участвуют в основанном на вознаграждении обучении поведению, запускаемому высвобождением дофамина.

«Это система обучения, которая способствует мотивированному поведению, например, обучению на хорошую оценку. Его также используют в случаях зависимости», — сказал Надим, соавтор исследования. «С другой стороны, каждое поведение, которому мы учимся — будь то игра в бейсбол или игра на скрипке — это моторное обучение происходит в мозжечке, в задней части мозга. Это машина оптимизации вашего мозга».

Однако последние исследования команды показывают, что мозжечок может быть вовлечен и в то, и в другое.

Последствия для двигательных и когнитивных расстройств

В своем исследовании Надим и его коллеги говорят, что они сообщили о первых прямых доказательствах того, что эти две системы переплетаются, показывая, что мозжечок модулирует уровень дофамина в базальных ганглиях, который влияет на начало движения, его энергичность и обработку вознаграждения.

«Эта связь начинается в мозжечке и идет к нейронам среднего мозга, которые поставляют дофамин в базальные ганглии, называемые компактной черной субстанцией. …. У нас есть записи мозга, показывающие, что этот сигнал достаточно силен, чтобы активировать высвобождение дофамина в базальных ганглиях», — объяснил Надим. «Эта цепь может играть роль в связи мозжечка с двигательными и немоторными дисфункциями».

Команда стремится точно определить, где на уровне ядер возникают мозжечковые проекции на дофаминовую систему, что является ключевым шагом в изучении того, можно ли манипулировать функцией этого пути, сказал Надим.

Тем не менее, результаты команды на данный момент могут иметь значение для исследования нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, которая связана с гибелью нейронов, продуцирующих дофамин, в черной субстанции.

«Этот путь кажется очень важным для нашей энергичности движения и скорости когнитивных процессов. Пациенты с болезнью Паркинсона страдают не только от подавления движений, но и в некоторых случаях от апатии», — сказал Надим. «Расположение мозжечка в задней части мозга делает его гораздо более легкой мишенью для новых терапевтических методов, таких как неинвазивная трансмагнитная стимуляция или стимуляция постоянным током.

«Поскольку мы показали, что мозжечок напрямую возбуждает дофаминовые нейроны в черной субстанции, мы могли бы теперь использовать мышиные модели болезни Паркинсона, чтобы изучить такие методы и посмотреть, повысит ли это активность этих нейронов и облегчит симптомы заболевания».

Ссылка: «Мозжечок напрямую модулирует дофаминергическую активность черной субстанции», Саманта Уошберн, Марица Оньяте, Джуничи Йошида, Хорхе Вера, Рамакришнан Бхуванасундарам, Лейла Хатами, Фарзан Надим и Камран Ходаха, 25 января 2024 г., Природа Нейронауки.
DOI: 10.1038/s41593-023-01560-9

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме