3D-визуализация нервных клеток и проводящих путей, контролирующих серотонин.
С помощью новых методов группа исследователей из Каролинского института разработала подробную карту сетей мозга, которые контролируют нейромедиатор серотонин. Исследование, опубликованное в научном журнале Neuron, может привести к новым знаниям о ряде психических заболеваний и разработке новых фармацевтических препаратов.
Нейромедиатор серотонин, помимо прочего, контролирует импульсивность, настроение и наши когнитивные функции, и поступает из серотонинергических нейронов – нейронов, вырабатывающих серотонин. Чтобы у нас было хорошее психическое здоровье и нормальное поведение, важно, чтобы активность этих нейронов регулировалась правильно. Активность регулируется другими нейронами из разных областей мозга через прямые связи, известные как синапсы, на серотонинергических нейронах. Дисбаланс в серотонинергической системе может, среди прочего, привести к депрессии, болезни Паркинсона, шизофрении и аутизму.
До сих пор было невозможно детально изучить, как различные типы нервных клеток связаны между собой и как сети мозга контролируют поведение. Следовательно, также не было сведений о том, какие нервные клетки контролируют активность серотонинергических нейронов. Но с помощью новых методов исследователи из Каролинского института теперь могут исследовать, как организованы различные сети мозга и как они работают. Группа исследователей, возглавляемая Константиносом Мелетисом из отдела нейробиологии, установила, какие сети мозга контролируют серотонинергические нейроны.
"Нам удалось создать новый тип карты контактов нейронов и открыть новые пути, которые контролируют серотонинергическую систему. Эти сети были ранее неизвестны и очень интересны с точки зрения того, как они помогают нам понять, как работает серотонинергическая система, что также может помочь нам понять некоторые психические заболевания," Константинос Мелетис объясняет.
Чтобы определить, какие нейроны имеют прямой контакт с серотонинергическими нейронами, исследователи разработали метод, в котором эти клетки были помечены вирусом бешенства, который продуцировал флуоресцентный маркер. Затем посредством генетических манипуляций вирус бешенства распространился на все нейроны, непосредственно связанные с серотонинергическими нейронами. Таким образом, исследователи получили очень подробное трехмерное изображение сетей мозга, контролирующих серотонин. Используя оптогенетику, метод, в котором свет используется для управления активностью нейронов, исследователи смогли манипулировать выбранными сетями и, таким образом, изучить их влияние на серотонинергические нейроны.
С помощью картирования исследователи обнаружили сеть в лобной доле, которая связана с познанием и благополучием и контролирует серотонинергические нейроны. Исследователи также обнаружили, что серотонином можно управлять с помощью новых типов нейронов в базальных ганглиях, области головного мозга, которая, помимо прочего, контролирует движения, благополучие и принятие решений; открытие, которое может иметь значение для таких состояний, как болезнь Паркинсона.
"Мы очень оптимистично настроены в отношении того, что революция, которую мы сейчас наблюдаем в исследованиях мозга, также может привести к появлению совершенно новых и эффективных лекарств в области психиатрии," Константинос Мелетис объясняет.