Sinirbilim

Beyin Dalgaları: Asetilkolin ve Dopaminin Striatumdaki Senkronize Dansı

Özet: Araştırmacılar beyin kimyasında çığır açan bir keşfi açıkladılar.

Eylemleri motive etmek için hayati önem taşıyan bir bölge olan striatumdaki nörokimyasal asetilkolinin dalga benzeri desenlerini belirlediler. Bu, aynı bölgede bir başka önemli nörokimyasal olan dopaminde de benzer desenlerin bulunmasının ardından geldi.

Çalışma sadece bu nörokimyasallar arasındaki hassas dengeyi aydınlatmakla kalmıyor, aynı zamanda hareket bozukluklarına ışık tutabilecek devrim niteliğinde bir etkileşim modeli de öneriyor.

Ana unsurlar:

  1. Öncü Keşif: Bu, sağlıklı davranan hayvanların striatumundaki dalga benzeri asetilkolin modellerinin ilk tanımıdır.
  2. Tekil Tetikleyici: Asetilkolin salgılayan tek bir nöronun aktivasyonu, lokal dopamin salınımını tetikleyebilir.
  3. Yeni Etkileşim Modeli: Araştırma, hem asetilkolin hem de dopamin dalgalarının eşzamanlı oluşumunu açıklayan, nöronal etkileşimlerle ilgili geleneksel inanışlara meydan okuyan yeni bir matematiksel model sunuyor.

Kaynak: Kudüs İbrani Üniversitesi

Yeni bir çalışmada, İbrani Üniversitesi’nden Dr. Joshua Goldberg liderliğindeki bir grup araştırmacı, beyindeki yeni bir tür nörokimyasal dalgayı tanımlıyor.

Araştırmaları şu adreste yayınlandı: Doğa İletişimibeynin motive edici eylemlerden ve alışılmış davranışlardan sorumlu bir bölgesi olan striatumda nörokimyasal asetilkolinin ilerleyen dalgalarının varlığını ortaya koyuyor.

Bu nöronları gösterir.
Yeni çalışma, eş zamanlı asetilkolin ve dopamin dalgalarının ortaya çıktığı ve bu dengenin nasıl gerçekleştiğini temsil edebilecek matematiksel bir mekanizma önermektedir. Kredi: Nörobilim Haberleri

Bir eylemi gerçekleştirme motivasyonunun, başka bir nörokimyasal olan dopaminin striatumda salınmasına bağlı olduğu yaygın olarak düşünülmektedir. Son araştırmalar, dopaminin striatumda dalga benzeri düzenlerde salındığını göstermiştir.

Goldberg liderliğindeki ekip, asetilkolinin striatumda da dalga benzeri desenlerde salındığını keşfetti. Striatumun düzgün çalışabilmesi için striatumda dopamin ve asetilkolin salınımı arasında bir dengenin korunması gerektiği ve bu dengenin bozulmasının Parkinson hastalığı gibi hareket bozukluklarına yol açacağı uzun zamandır düşünülüyordu.

Yeni çalışma, eş zamanlı asetilkolin ve dopamin dalgalarının ortaya çıktığı ve bu dengenin nasıl gerçekleştiğini temsil edebilecek matematiksel bir mekanizma önermektedir.

Araştırma, en son teknolojiye sahip genetik araçlar ve ileri görüntüleme teknikleri kullanılarak gerçekleştirildi; bu, ekibin uyanık, davranan hayvanlardaki asetilkolin dalgalarını görselleştirmesine olanak tanıdı. Ayrıca asetilkolin ve dopamin arasındaki etkileşimi gözlemlemek için görüntüleme teknikleri kullanıldı. laboratuvar ortamında.

Ekip, reaksiyon-difüzyon aktivatör-inhibitör modellerini ve bilgisayar simülasyonlarını kullanarak yapılan titiz bir matematiksel analiz yoluyla, hem asetilkolin (aktivatör) hem de dopamin (inhibitör) ilerleyen dalgaların oluşumunu açıklayan bir model önerdi.

Çalışmanın Önemli Noktaları:

Asetilkolin dalgalarının ilk tanımı: Sağlıklı davranan hayvanların striatumunda.

Yerel Dopamin Salınımı bireysel dopamin olmayan nöronlar tarafından tetiklenir: Çalışma, striatumdaki tek bir asetilkolin salgılayan nöronun elektriksel aktivasyonunun, yakın çevresinde lokal dopamin salınımını tetiklemek için yeterli olduğunu gösterdi.

İki nörokimyasal dalganın aynı anda nasıl ortaya çıktığına dair yeni bir model: Çalışma, striatumdaki asetilkolin ve dopamin arasındaki bilinen etkileşime dayanan ve bu dalgaların eşzamanlı oluşumuna yol açabilecek yeni bir matematiksel model önermektedir.

Son olarak çalışma, bu iki dalga olgusu ile bunların oluşumuna ilişkin sinir mekanizması arasındaki ilişki hakkında güçlü, test edilebilir tahminler sağlıyor.

Çalışma aynı zamanda dopamin ve asetilkolin aksonlarının (dopamin ve asetilkolin nöronlarının çok uzun uzantıları) striatumda doğrudan ve lokal olarak etkileşime girdiğini, ancak nöronların geleneksel olarak etkileşime girdiği düşünülmediğini öne sürüyor.

Bu sinirbilim araştırma haberi hakkında

Soyut

Striatumda asetilkolin dalgaları ve dopamin salınımı

Striatal dopamin ödülü kodluyor; son çalışmalar, dopamin salınımının uzay-zamansal dalgalarda meydana geldiğini gösteriyor. Ancak dopamin dalgalarının mekanizması bilinmemektedir.

Burada, fare striatumunda asetilkolin salınımının aynı zamanda dalga aktivitesi sergilediğini ve striatal dopamin salınımının uzaysal ölçeğinin nikotinik asetilkolin reseptörleri tarafından genişletildiğini rapor ediyoruz.

Bu bulgulara ve tek kolinerjik internöronların dopamin salınımını indükleyebildiğini göstermemize dayanarak, kolinerjik internöronlar ve dopamin aksonları arasındaki lokal karşılıklı etkileşimin endojen seyahat dalgalarını yönlendirmek için yeterli olduğunu varsaydık.

Kolinerjik internöron-dopamin akson etkileşimlerinin morfolojik ve fizyolojik özelliklerinin, ilerleyen dalgalara yol açan bir reaksiyon-difüzyon sistemi olarak modellenebileceğini gösterdik.

Modelin analitik olarak takip edilebilir versiyonları, asetilkolin ve dopamin ilerleyen dalgalarının yapısının ve yayılımının doğasının bunların eşleşmesine bağlı olduğunu ve ilerleyen dalgaların bu sinyaller arasında ampirik olarak gözlemlenen korelasyonlara yol açabileceğini göstermektedir.

Bu nedenle, çalışmamız in vivo striatal asetilkolin dalgaları için kanıt sağlamakta ve gözlemlenen dopamin ve asetilkolin dalgalarının güçlü bir şekilde eşleşmiş fenomenler olduğunu öngören test edilebilir bir teorik çerçeve önermektedir.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/acetylcholine-dopamine-striatum-25121/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu