Управление дофамином: Выключение одного ионного канала делало мышей умнее. Отключение другого канала повышало их мотивацию.

Исследователи идентифицировали два переключателя ионных каналов, регулирующих высвобождение дофамина в мозге, что стало первым шагом, который в будущем может привести к созданию терапевтических средств для лечения широкого спектра заболеваний и расстройств, для которых в настоящее время не существует решений.

Эти переключатели помогают регулировать обучение и мотивационное состояние у мышей. У человека также имеются сотни таких каналов, которые управляют многими химическими и гормональными процессами, влияющими на поведение и настроение. Исследовательская группа Медицинской школы Вашингтонского университета надеется найти препараты, воздействующие на эти каналы. Затем эти препараты можно будет испытать в клинических условиях.

"Возможность точно управлять тем, как нейроны мозга, вырабатывающие дофамин, регулируют различные виды поведения, является важным шагом к разработке более эффективных методов лечения целого ряда психических заболеваний", - сказал Ларри Цвайфель, профессор психиатрии и поведенческих наук в Медицинской школе Университета Вашингтона.

Результаты исследования изложены в новой статье, опубликованной 11 августа в журнале Science Advances.

Семнадцать сотрудников лаборатории Цвайфеля работали над исследованием вместе с постдокторантом Барбарой Хуарес, ведущим автором статьи. В настоящее время она является профессором Мэрилендского университета в Балтиморе.

Исследователи предположили, что два ионных канала, Kv4.3 и BKCa1.1, являются неотъемлемой частью высвобождения дофамина. Они обнаружили, что эти каналы регулируют характер срабатывания дофаминовых нейронов и высвобождения дофамина в разных временных масштабах, влияя на отдельные фазы подкрепляемого поведения у мышей.

Когда дофамин высвобождается в мозге, его выброс происходит по двум разным схемам: медленный, постоянный выброс, называемый "тоническим", и быстрый, высококонцентрированный выброс, называемый "фазическим". Эти два паттерна высвобождения по-разному регулируют работу мозга, позволяя ему выполнять определенные функции.

Ученые предположили, что эти два паттерна регулируются этими двумя каналами, и генетически мутировали их, чтобы посмотреть, изменятся ли паттерны высвобождения и поведение животных.

Когда исследователи удалили канал, контролирующий тоническую активность, это привело мышей к гипертоническому течению, что, в свою очередь, создало повышенное мотивационное состояние. В этом состоянии, когда животные усваивали задание, они были более мотивированы на его повторное выполнение и выполняли его быстрее. Когда исследователи удалили канал, контролирующий фазическую активность, это привело к повышению переходного высокого уровня дофамина в ответ на определенные события. Это привело к тому, что животные стали обучаться гораздо быстрее.

По словам Цвайфеля, исследователи считают, что у них есть ключ к "улучшению когнитивных функций, например, у пациентов с нарушениями обучаемости". "Или повысить мотивацию у людей, страдающих депрессией, когда мотивация снижена. Мы надеемся, что в конечном итоге именно это нам удастся сделать".

Наркомания, шизофрения и расстройства аутистического спектра - это другие области, в которых полученные результаты могут стать намеком на терапевтические методы лечения.