实时追踪血清素/多巴胺的新方法为治疗多种神经系统疾病提供了可能性

据外媒New Atlas报道，多巴胺和血清素是与帕金森氏症和抑郁症等一系列神经系统疾病有关的大脑化学物质，因此了解它们的工作原理可能是开发治疗这些疾病更有效疗法的关键。一种新工具提供了一个前所未有的观察这些神经递质作用的机会，使科学家能够首次监测它们的实时活动。

长期以来，多巴胺和血清素都与大脑处理奖励的能力有关，但最近科学家们将注意力转向它们如何在整个人体中发挥更广泛的作用。这包括肠道中的血清素如何调节血糖或如何通过氯胺酮解决低水平的问题，以及深层脑区刺激（DBS）如何促进帕金森病患者的多巴胺产生。

最后一个例子是一个特别有前景的例子，因为帕金森病的特点是大脑中多巴胺的产生耗尽，从而导致对身体运动失去控制。使用DBS，即在患者体内植入微小的电线，将电流输送到大脑的特定区域，是解决震颤和运动迟缓等症状以及多巴胺不足的一种方法。

五名患者被安排在维克森林浸信会医疗中心接受DBS治疗，其中两名患有帕金森症，三名患有特发性震颤，这是一种神经系统的不自主运动障碍。当神经外科医生植入他们的电极阵列以提供DBS治疗时，另一个小组，包括来自弗吉尼亚理工大学的科学家，与他们一起将自己的碳纤维微电极插入大脑深处，其目的是检测和记录神经元释放的血清素和多巴胺。

在患者仍然清醒的情况下，研究人员让他们进行一些决策练习，他们必须决定一系列小点消失后在屏幕上移动的方向。每位患者都执行了200到300次任务，并不时被要求表明他们对自己的答案有多大信心。

同时，在电极上加压低电压，实时检测多巴胺和血清素的活动。科学家们将这种电化学方法称为快速扫描循环伏安法，它使他们有史以来第一次记录到多巴胺和血清素信号的亚秒级波动。

“全世界有大量的人正在服用药物化合物来扰乱多巴胺和血清素发射器系统，以改变他们的行为和心理健康，”这项研究的高级作者、弗吉尼亚理工大学的P.Read Montague说。“首次测量了这些系统中的时刻到时刻的活动，并确定其参与感知和认知能力。这些神经递质同时发挥作用，并在截然不同的时间和空间尺度上整合活动，这比任何人预期的都要好。”

该团队表示，这比之前追踪这些神经递质的努力有了巨大的进步，因为这些神经递质无法提供相同频率和数量的测量。

科学家们能够从他们的实验中得出一些有用的见解。他们发现，当受试者对自己的答案更不确定时，血清素水平会上升，而当他们更确定时，血清素水平会下降。当被试者预期做出决定时，多巴胺似乎会增加，而血清素水平则会下降，当两者达到一定水平时，最终做出选择。

“这项研究揭示了这些神经化学物质在学习，大脑可塑性和我们如何感知环境中的作用，”首席研究员Kenneth T. Kishida说。“我们现在更详细地了解了我们的大脑如何构建我们所感知的东西，使用这些感知来做出决定，并解释我们所做选择的后果。多巴胺和血清素似乎在所有这些过程中都至关重要。重要的是，这样的研究将帮助我们和其他科学家更好地理解药物或像血清素再摄取抑制剂这样的药物如何影响认知、决策以及影响抑郁症等精神疾病。”

该研究发表在《神经元》杂志上。