一个跨学科的科学家团队发现，患有帕金森氏症的人，大脑中一个与奖励处理和运动协调有关的区域的神经通路强度发生了变化。
卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)和匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的研究人员发现，帕金森病期间出现的多巴胺耗损会破坏基底神经节运动通路的正常平衡。
卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon)生物科学和神经科学研究所(Neuroscience Institute)教授Aryn Gittis和她的实验室研究了神经回路是如何组织和运作的，以塑造健康和疾病中的运动，特别是帕金森病(Parkinson’s disease)，一种以震颤和运动缓慢为特征的神经退行性疾病。
阿西尔·阿里斯蒂埃塔(Asier Aristieta)是她实验室的前博士后研究员，他领导了这项研究，并作为第一作者发表在《疾病神经生物学》上的文章《多巴胺耗用削弱SNr神经元的直接通路调节》。
网状黑质(SNr)是控制运动的基底神经节的一部分。在帕金森氏症期间，SNr活动增加，导致患者经历运动障碍。
基底神经节中的两个神经回路控制着信噪比的活动:一个来自纹状体中的D1神经元，它与增加运动以及运动和奖励系统有关，另一个来自外苍白球(GPe)，它与减少运动有关。
Gittis说:“有两种不同的运动通路在信噪比处聚集在一起，我们正在研究这些输入通道中的任何一个如何影响信噪比输出。”“我们发现，在帕金森氏症中，两种运动通路的相对强度发生了变化。这可能是帕金森病患者变得更加不能动的一种机制。”
研究人员发现，D1通路因多巴胺的缺失而减弱。这使得帕金森氏症患者更难发起运动。
皮特大学的数学教授乔纳森·鲁宾(Jonathan Rubin)说:“长期以来，人们一直认为，与帕金森病相关的大脑变化，尤其是神经递质多巴胺的缺失，会导致基底神经节输入结构活动的变化。”
“但影响大脑其他部分的是基底神经节的输出结构。我们发现并量化了上游信号如何影响基底神经节输出神经元的变化，这可能转化为运动或行为的变化。”
吉蒂斯和鲁宾是长期合作伙伴，自吉蒂斯来到卡内基梅隆大学以来，他们一直在进行研究。在这个项目中，Gittis使用健康和帕金森病小鼠模型来测量这些通路的反应，Rubin使用数学模型来分析结果。
“这是一次真正的合作，”吉蒂斯说。“它帮助我们跳出思维定势，让我们能够看到整个数据。”
对于未来的方向，吉蒂斯和鲁宾计划关注这些途径，看看它们在自然行为中是如何反应的。他们获得了美国国家科学基金会和美国国立卫生研究院(NIH)的计算神经科学合作研究资助，以进一步开展他们的工作和合作。
鲁宾说:“在未来的工作中，我们希望利用这些结果，在数学模型的设置中，找出所描述的变化发生的原因。”“另一个方向——由Gittis实验室开创——将继续努力寻找和理解有针对性的方法，对这些途径进行短暂的干预，可以导致活动的长期变化，这对医学治疗非常有用。”
更多信息:Asier Aristieta等，多巴胺耗损减弱SNr神经元的直接通路调节，Neurobiology of Disease(2024)。期刊信息:疾病神经生物学由卡内基梅隆大学提供引用:研究人员发现帕金森病模型通路强度的变化(2024,7月24日)从https://medicalxpress.com/news/2024-07-pathway-strength-parkinson-disease.html检索2024年7月24日。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
