Weg naar de ziekte van Parkinson opgesplitst

Het nummer één veelbetekenende teken van de ziekte van Parkinson is de afbraak van beweging veroorzaakt door een afname van de toevoer van dopamine naar de hersenregio die zich bezighoudt met het regelen van beweging. Precies hoe dit verlies van dopamine in hersencellen wordt beïnvloed door de ziekte van Parkinson, wordt uiteengezet in een nieuw onderzoek door MIT.
De bevindingen, die zijn gepubliceerd in de Journal of Neuroscience, gedetailleerde precaire stoornissen veroorzaakt door het verlies van dopamine en hoe behandelingen kunnen worden ontwikkeld om ze te richten.
Ann Graybiel, professor van het MIT Institute en lid van MIT's McGovern Institute for Brain Research zei:

"We kennen de neurotransmitter, we weten grofweg de paden in de hersenen die worden beïnvloed, maar als je er helemaal naar toe komt en je vraagt ??wat de volgorde van gebeurtenissen in de hersenen precies is, wordt dat een beetje moeilijker."

De eliminatie van dopamine

Die neuronen die de beweging besturen, worden gevonden in een deel van de hersenen dat het striatum wordt genoemd - dat informatie krijgt uit twee grote gebieden - de neocortex en een kleine regio die de substantia nigra wordt genoemd.
Het is de taak van de cortex om zintuiglijke informatie en blauwdrukken te sturen voor toekomstige actie, terwijl de substantia nigra dopamine stuurt die helpt bij het beheersen van alle corticale input.
Graybiel legt uit:

"Dit dopamine moduleert op de een of andere manier de circuit interacties op een zodanige manier dat we niet te veel bewegen, we bewegen niet te weinig, we bewegen niet te snel of te langzaam, en we worden niet overdreven repetitief in de bewegingen die we maken. We hebben precies gelijk. "

De ziekte van Parkinson evolueert wanneer de neuronen die de substantia nigra verbinden met het striatum sterven - waardoor een essentiële bron van dopamine wordt geëlimineerd. Er is niet veel bekend over dit proces, maar het is bekend dat onvoldoende dopamine resulteert in bewegingsproblemen.
Een typische behandeling voor een patiënt met de ziekte van Parkinson omvat L-dopa - een substituut voor de verloren dopamine. Echter, deze therapie stopt normaal na vijf tot tien jaar en de symptomen verslechteren.
In een poging om te analyseren hoe dopamine verlies het striatum beïnvloedt, hebben de onderzoekers dopamine-afgevende cellen uitgeschakeld aan één kant van het striatum - met behulp van ratten. Dit kan de beginstadia van Parkinson imiteren - wanneer dopamine wordt geëlimineerd aan slechts één kant van de hersenen.

De onderzoekers documenteerden de elektrische activiteit in verschillende individuele neuronen, zoals de ratten liepen in een T-vormige doolhof. Volgens de keu die ze kregen, werden de ratten beloond voor het correct plukken van links of rechts bij het naderen van de T.
De onderzoekers concentreerden zich op twee neuronen: projectie-neuronen - die berichten van het striatum naar de neocortex sturen om beweging te starten of te stoppen; en snelwerkende interneuronen - die lokale communicatie binnen het striatum mogelijk maken.
Onder de projectie-neuronen, vonden de onderzoekers twee subtypen: degene die enkele minuten voordat de ratten begonnen actief waren en degene die actief waren tijdens de run.
Verrassend genoeg vonden de onderzoekers dat in het dopamine-afwezig striatum - ontwikkelden de projectie-neuronen over het algemeen normale activiteitspatronen.
Voor of tijdens de run werden ze nog actiever - deze hyper-drive effecten werden geassocieerd met het feit of de ratten de doolhoftaak wel of niet leerden.
De interneuronen aan de andere kant ontwikkelden nooit de patronen van vuren die men tijdens het leren ziet in normale interneuronen - zelfs nadat de ratten leerden om het doolhof te bestieren. De lokale circuits waren gedeactiveerd.

Herstel van de neuronfunctie

Wanneer behandeld met L-dopa, had de snelheid normale activiteit hersteld in de projectie-neuronen - maar herstelde het niet de normale activiteit in de interneuronen.
Een reden hiervoor zou kunnen zijn cellen worden gedissocieerd door het verlies van dopamine, ondanks dat L-dopa wordt gegeven - de lokale circuits kunnen niet worden gewijzigd om daarop te reageren.
De huidige studie is de eerste in zijn soort om dat te onthullen de effecten van dopamine-verlies hangen af ??van het type neuron en de fase van taakgedrag - en hoe goed de taak is geleerd.
Het onderzoeksteam zal nu werken aan het berekenen van dopaminegehaltes in verschillende delen van de hersenen, omdat de dopamine-gedraineerde ratten nieuw gedrag leren.
Geschreven door Kelly Fitzgerald