Нове дослідження, проведене вченими з Університету Колорадо та Університету Огасти (США), ставить під сумнів класичне уявлення про дофамін як речовину, що повільно й дифузно поширює сигнали в мозку. Використовуючи мікроскопію живих тканин, дослідники виявили, що дофамін може передавати надзвичайно локалізовані й швидкі сигнали — буквально протягом 70 мілісекунд. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Дофамін більше не «хімічний мегафон»
Упродовж десятиліть дофамін вважався нейромедіатором, що діє повільно й на великі відстані — своєрідним «хімічним мегафоном». Така модель передбачала, що після вивільнення дофамін поступово розсіюється в тканинах мозку, впливаючи одразу на багато клітин, часто з відстроченим ефектом.
Проте нові результати демонструють іншу картину: дофамін здатен діяти як «нашіптувач», надсилаючи дуже короткі сигнали, які зачіпають лише кілька сусідніх нейронів. Тривалість такого імпульсу — близько 70 мілісекунд. Це свідчить про нову форму передачі інформації: точкову, надшвидку й адресну.
Такі відкриття змушують переглянути фундаментальні припущення щодо того, як дофамін впливає на поведінку, мотивацію, координацію рухів і навіть розвиток захворювань.
Мікроскопія в реальному часі: як вимірювали сигнал
Ключ до відкриття — це застосування високочутливого біосенсора GRABDA (genetically encoded GPCR-Activation-Based Dopamine Sensor). Цей інструмент дозволяє фіксувати вивільнення дофаміну в реальному часі у живому мозку миші.
Дослідники стимулювали дофамінові нейрони у стриатумі — мозковій ділянці, що відповідає за моторику й винагороду. Вони спостерігали, як флуоресцентний сенсор реагує на появу дофаміну, даючи змогу візуалізувати активність рецепторів з точністю до мілісекунд.
Результати показали, що сигнал відбувається у межах крихітної ділянки, розміром приблизно з один нейрон, — на відміну від звичних «хвиль» дофаміну, які охоплюють великі простори. Це відкриває нові горизонти для розуміння того, як саме мозок координує швидкі реакції та миттєві рішення.
Стриатум і нейрони: ключ до нових терапій
Стриатум — частина базальних гангліїв — є головною «точкою прийому» дофамінових сигналів. Саме тут формується координація рухів, мотиваційна поведінка та рішення. Він також відіграє важливу роль у таких захворюваннях, як:
-
хвороба Паркінсона, що виникає внаслідок втрати дофамінових нейронів,
-
шизофренія — порушення рівнів дофаміну в окремих ділянках,
-
залежності та СДУГ, пов’язані з розладами в системі винагороди.
Якщо раніше терапії намагалися впливати на всю дофамінову систему загалом (наприклад, за допомогою дофамінових агоністів чи антагоністів), то відкриття локального та швидкого впливу може призвести до створення точкових ліків — таких, що будуть активувати конкретні рецептори, в потрібному місці й у потрібний момент.
Нові сигнали — нові питання для науки
Очільник дослідження, професор фармакології Крістофер Форд, підкреслює: дофамін не лише діє як повільна хімічна хвиля, а й може функціонувати як швидкий локальний сигнал. Це змінює не лише наше розуміння його ролі, а й підхід до вивчення психічних і неврологічних станів.
Науковці визнають: ми лише на початку вивчення того, як саме мозок використовує дофамін у режимі «точкового зв’язку». Важливо з’ясувати, які механізми визначають, коли відбувається локальна активація, і як це пов’язано з поведінкою — наприклад, прийняттям рішень, страхом чи нагородою.
Подальші дослідження можуть пролити світло на те, як дофамін «розмовляє» з мозком: кричить, шепоче, чи балансує між цими режимами — і що саме спричиняє збої в цій складній системі.
Раніше ми писали, що як мишам покращили пам’ять, очистивши мозок
