Исследования компании Cedars-Sinai проливают свет на то, как человеческий мозг быстро формирует новые воспоминания, обеспечивая понимание потенциальных новых методов лечения нарушений памяти.
В новом исследовании изучались нейроны, вырабатывающие дофамин, соединение, которое действует как передатчик нервных импульсов. Было обнаружено, что эти дофаминовые нейроны играют решающую роль в формировании эпизодической памяти, которая позволяет людям запоминать такие вещи, как, где они припарковали машину утром и что они ели на ужин вчера вечером.
Соавтором исследования, опубликованного в журнале Current Biology, является Ули Рутисхаузер, доктор философии, старший автор и доцент отделения нейрохирургии в Cedars-Sinai. В ходе исследования исследователи наблюдали реакцию отдельных дофаминовых нейронов человека у пациентов, перенесших операцию по глубокой стимуляции мозга для лечения болезни Паркинсона. Пациенты наблюдали последовательность изображений: некоторые из них никогда раньше не видели и поэтому были «новыми»; другие были повторены и поэтому были «знакомы».”
Для каждого изображения пациент нажимал кнопку, указывающую, было ли оно новым или знакомым. Это позволяло исследователям отслеживать формирование новых воспоминаний, потому что изображение было новым только однажды. Впоследствии это сформировало воспоминание.
«Мы обнаружили, что подмножество дофаминергических нейронов реагировало только тогда, когда изображение было новым, но не когда оно было знакомым. Другими словами, он указывал, было ли изображение новым, но не было ли что-то знакомым », – сказал Ян Камински, доктор философии, первый автор исследования и научный сотрудник проекта Cedars-Sinai. “Это важное новое научное открытие, поскольку до сих пор остается неясным, как дофаминергическая система способствует формированию эпизодической памяти.”
Это исследование проводилось, когда пациентам с болезнью Паркинсона имплантировали устройство для глубокой стимуляции мозга, чтобы уменьшить их симптомы. В рамках этой процедуры, во время которой пациенты бодрствуют, электрод опускается в мозг для точной локализации электрода глубокой стимуляции мозга. Цель электрода находится глубоко внутри мозга, близко к тому месту, где расположены дофаминовые нейроны.
«Эта процедура – одна из редких возможностей для исследователей наблюдать активность дофаминовых нейронов в области мозга, называемой черной субстанцией, у бодрствующего человека, такая запись возможна только потому, что пациент проходит нейрохирургическую процедуру», – сказал он. сказал Адам Мамелак, доктор медицины, профессор нейрохирургии в Cedars-Sinai и соавтор исследования. “Эта установка дает чрезвычайно ценную новую информацию о том, как люди формируют воспоминания.”
По словам Рутисхаузера, несмотря на то, что результаты напрямую не связаны с исследованиями конкретных заболеваний, они предоставляют новую информацию, имеющую отношение к пониманию определенных заболеваний. «Дофаминовые нейроны деградируют при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона, которая помимо двигательных симптомов часто сопровождается когнитивными проблемами, такими как проблемы с памятью», – сказал он. “Эта статья показывает, что дофаминовые нейроны активируются на новые стимулы. Этот короткий выброс дофамина запускает обучение.”
Например, обычным лечением пациентов с болезнью Паркинсона является прием лекарств, повышающих дофамин до постоянного уровня. Но эти препараты не облегчают короткие всплески, которые помогают в формировании памяти. «Наша работа открывает новые возможности для лечения, которые можно исследовать, в том числе те, которые восстанавливают короткие всплески дофамина или иным образом повышают активность, аналогичную тому, что, как предполагается, делает дофамин», – сказал Рутисхаузер.
Помимо полученных научных выводов, это исследование также является отличной демонстрацией силы междисциплинарных исследований и сотрудничества. “Исследовательская группа состояла из ученых, неврологов и нейрохирургов и стала возможной только благодаря тесному сотрудничеству между нейрохирургией и неврологами. Такая командная наука – прекрасная демонстрация новаторских фундаментальных достижений науки, ставшая возможной благодаря тесной интеграции клинической и исследовательской работы в Cedars-Sinai », – сказал Кейт Блэк, доктор медицины, председатель отделения нейрохирургии.