Wawasan Baru Mengenai Fungsi Dopamine pada Pesakit Parkinson
Saintis Virginia Tech Carilion Research Institute telah mengukur pembebasan neurotransmitter utama dengan ketepatan temporal yang belum pernah terjadi sebelumnya di otak orang yang menghidap penyakit Parkinson.
Pengukuran, yang dikumpulkan semasa pembedahan otak ketika pesakit yang sedar memainkan permainan pelaburan, menunjukkan betapa cepatnya pelepasan dopamin menyandikan maklumat yang sangat penting untuk pilihan manusia.
Penemuan ini mungkin mempunyai implikasi meluas bukan hanya untuk penyakit Parkinson, tetapi untuk gangguan neurologi dan psikiatri lain, termasuk kemurungan dan ketagihan.
Para penyelidik mengesan perubahan tahap dopamin seribu kali lebih cepat daripada yang pernah dicatat pada manusia sebelumnya. Pengukuran pantas ini, digabungkan dengan kekhususan kimia yang ditingkatkan, membolehkan para saintis mengetahui bahawa dopamin mempunyai peranan yang jauh lebih kompleks daripada yang difikirkan sebelumnya.
Kajian itu diterbitkan hari ini diProsiding Akademi Sains Nasional.
"Lebih dari 20 tahun penyelidikan dalam organisma model bukan manusia telah melukis gambaran yang sangat spesifik mengenai disyaki peranan dopamin dalam membimbing tingkah laku manusia," kata Read Montague, pengarah Makmal Neuroimaging Manusia di Virginia Tech Carilion Research Institute dan pengarang kanan kertas.
"Dan sekarang, dengan pengukuran pertama dari jenis ini, yang dibuat secara langsung pada manusia, kami mendapati bahawa gambar ini sangat tidak lengkap."
Montague dan pasukannya bekerjasama dengan pakar bedah saraf di Wake Forest University Health Sciences - Stephen Tatter, Adrian Laxton, dan Thomas Ellis - untuk mengukur isyarat dopamin pada pesakit dengan penyakit Parkinson yang menjalani pembedahan untuk menanamkan elektrod rangsangan otak dalam. Rangsangan otak mendalam telah terbukti dapat mengurangkan gejala penyakit Parkinson.
Tujuh belas pesakit secara sukarela membenarkan pasukan Montague merakam isyarat dopamin mereka semasa pembedahan implantasi.
"Kami sedang mengkaji sistem yang berantakan di otak mereka," kata Dr. Ken Kishida, pengarang pertama makalah dan saintis penyelidikan di Virginia Tech Carilion Research Institute. "Penyakit Parkinson dicirikan oleh kematian neuron yang melepaskan dopamin, dan kami berusaha memahami mekanisme yang mendasari proses penyakit ini."
Kishida dan Montague sama-sama menyatakan kemurahan hati pesakit yang menjadi sukarelawan untuk kajian ini.
"Jenis akses untuk mengukur isyarat dopamin tidak ternilai," kata Kishida. "Dan kami telah membuat pengukuran ini pada 17 orang - itu 17 lebih banyak daripada sebelumnya."
Untuk menangkap isyarat dopamin, terutama pada orang dengan aktiviti dopamin yang lebih rendah, para penyelidik harus mengembangkan kaedah yang sangat sensitif.
Para penyelidik mengambil bacaan denyut dopamin yang sangat cepat kerana pesakit yang sedar memainkan permainan pelaburan. Mereka dijangka melihat tindak balas dopamin yang berkaitan langsung dengan penghargaan yang diharapkan dan hasil sebenar. Mereka tidak.
"Kami menganalisis set data kira-kira seribu denyutan dopamin, dan ia tidak berubah," kata Montague, yang juga seorang profesor fizik di Virginia Tech's College of Science dan pengarah Unit Psikiatri Komputasi Institut Penyelidikan Virginia Tech Carilion. "Isyarat tidak membezakan antara reaksi positif dan reaksi negatif."
Setelah penyelidik melakukan pengukuran, mereka mula menganalisis apa sebenarnya isyarat dopamin.
"Kami mendapati bahawa dopamin mengesan dua faktor - apa yang berlaku dan apa yang mungkin berlaku," kata Montague. "Neuron dopamin kami nampaknya mengesan sama ada sesuatu yang lebih baik atau lebih buruk, dan maklumat ini dikodekan oleh perubahan pesat dalam pembebasan dopamin. Penemuan ini mungkin mula mengungkapkan, dalam istilah komputasi, apa yang hilang dalam sistem dopamin pesakit Parkinson. "
Penemuan telah lebih dari 20 tahun dalam pembuatannya, sejak kajian komputasi pertama Montague memeriksa mekanisme pemberian isyarat dopamin.
Idea bahawa "apa yang mungkin" adalah sebahagian daripada bagaimana orang menilai hasil sebenar bukanlah perkara baru. Tetapi tidak ada yang menyangka bahawa dopamin akan melakukan tugas menggabungkan maklumat ini di otak manusia.
Kini setelah para penyelidik mengukur banyak sumbangan kepada isyarat dopamin individu, mereka mempunyai lebih banyak jalan untuk meneroka sistem pembelajaran otak manusia dalam kesihatan dan penyakit.
Sumber: Virginia Tech
