Дофамін є одним із найбільш вивчених хімічних месенджерів у людському мозку, і все ж вчені досі з’ясовують, як він працює, щоб досягти таких результатів. Роками класичною точкою зору було те, що після вивільнення дофамін повільно поширюється по мозку, подібно до хімічного мегафона, передаючи інформацію далеко й широко до численних клітин-мішеней.
Однак нещодавно ця перспектива змінилася. Новіші дослідження показують, що дофамін також здатний видавати короткі, різкі шепоти, точно спрямовані протягом мілісекунд до сусідніх клітин. Якщо дослідники мають рацію, цей локалізований сигнал може бути «фундаментальним будівельним блоком», який ігнорується в дофаміновій системі мозку.
Дофамін у мозку відрізняється від дофаміну в решті тіла. У крові дофамін допомагає модулювати функцію багатьох органів, а також наші імунні реакції. У мозку це хімічний посередник, який бере участь в опосередкуванні різноманітної поведінки тварин – від руху та настрою до сну та пам’яті, винагороди та мотивації.
Відомо, що нейрони, що вивільняють дофамін, роблять це з різними схемами спрацьовування, і все ж незрозуміло, які повідомлення кодують ці конкретні сигнали або чому. Здатність надсилати як швидкі , так і повільні сигнали може пояснити, як дофамінова система мозку може досягати стількох результатів з такою специфічністю.
Під спеціальним мікроскопом, який добре підходить для візуалізації живих тканин , вчені з Університету Колорадо та Університету Августа в США ініціювали вивільнення локального дофаміну в мозку живих мишей.
Потім вони спостерігали за допомогою флуоресцентного фарбування, як воно активує рецептори лише в кількох крихітних ділянках сусідніх нейронів. Така короткочасна активація викликає швидку нейронну відповідь. Тим часом вивільнення дофаміну широко поширене та викликає повільнішу реакцію.
«Наше поточне дослідження показало, що передача сигналів дофаміну в мозку набагато складніша, ніж ми думали», — каже фармаколог Крістофер Форд з Університету Колорадо. «Ми знали, що дофамін відіграє певну роль у багатьох різних формах поведінки, і наша робота закладає основу для розуміння того, як усі ці різні види поведінки можуть регулюватися дофаміном».
Конкретні нейрони, досліджені Фордом та його колегами, походять зі стріатуму мозку – частини базальних гангліїв, що беруть участь у рухових системах та системах винагороди, і багаті на нейрони, що вивільняють дофамін. Стріатум отримує дофамінові сигнали з різних частин мозку, і він пов’язаний з нейродегенеративними розладами, такими як шизофренія, залежність та СДУГ.
Наприклад, хвороба Паркінсона характеризується дегенерацією дофамінових нейронів, що з’єднуються зі стріатумом. Краще розуміння того, як дофамін надсилає сигнали в цій частині мозку, може бути вирішальним для розробки нових методів лікування різноманітних захворювань.
«Ми справді лише на верхівці айсберга, намагаючись зрозуміти, як порушення функції дофаміну сприяють таким захворюванням, як хвороба Паркінсона, шизофренія чи залежність», — каже Форд.
«Потрібно більше досліджень, щоб зрозуміти, як ці специфічні зміни в сигналізації дофаміну впливають на ці різні неврологічні та психіатричні захворювання». Дослідження було опубліковано в журналі Science.