Ny hjernesensor giver svar om Alzheimers

Forskere ved University of Virginia School of Medicine har udviklet et værktøj til at overvåge kommunikation i hjernen på en måde, som aldrig før har været mulig, og den har allerede tilbudt en forklaring på, hvorfor Alzheimers medicin har begrænset effektivitet, og hvorfor patienterne bliver meget værre, efter at de er gået fra dem.

Forskerne forventer, at deres nye metode vil have en enorm indflydelse på vores forståelse af depression, søvnforstyrrelser, autisme, neurologiske sygdomme og større psykiatriske tilstande. Det vil fremskynde videnskabelig forskning i hjernens funktion, de siger, og lette udviklingen af ​​nye behandlinger.

"Vi kan nu 'se', hvordan hjerneceller kommunikerer i skarpe detaljer i både raske og syge hjerner, " sagde ledende forsker J. Julius Zhu fra UVA's afdeling for farmakologi.

Uventede transmissioner

Den nye metode udviklet af Zhu og hans samarbejdspartnere lader videnskabsmænd undersøge transmissioner inde i hjernen på både mikroskopisk niveau og det fjerne, langt mindre nanoskopisk niveau. Den kombinerer en biologisk "sensor" med to forskellige former for banebrydende billeddannelse.

Tilgangen kan kvantificere "neuromodulerende" transmissioner, som er forbundet med alvorlige hjernesygdomme, herunder afhængighed, Alzheimers, depressive lidelser og skizofreni. De er også forbundet med autisme, epilepsi, spiseforstyrrelser og søvnforstyrrelser.

Neuromodulatoriske transmissioner er de "langsommere" transmissioner i hjernen. De menes typisk at involvere mange neuroner i store områder. Det er i modsætning til de meget hurtigere transmissioner, der sker neuron-til-neuron.

Men Zhus nye værktøj har allerede vist, at det ikke er så enkelt.

Ved Alzheimers sygdom, Zhu og hans kolleger opdagede en overraskende grad af "fin kontrol og præcision" i de angiveligt shotgun neuromodulatoriske transmissioner. Udbredte Alzheimers lægemidler kendt som acetylkolinesterasehæmmere kan hæmme denne præcise kommunikation, rapporterer forskerne. Det kan forklare medicinens begrænsede effektivitet, de siger.

Forskerne fortsatte med at identificere potentielle ændringer i hjernen, der kunne fremkaldes ved langvarig brug af stofferne, hvilket kunne forklare, hvorfor patienter ofte får det meget værre, når de holder op med at tage dem. "Den nye metode påpeger Alzheimers defekter i den hidtil usete rumlige og tidsmæssige opløsning, at definere de præcise mål for medicin, " sagde Zhu.

Alzheimers, siger forskerne, er kun toppen af ​​isbjerget. Det nye system har "bred anvendelighed" på tværs af spektret af neurologiske og psykiatriske sygdomme og lidelser, de rapporterer i to nye videnskabelige artikler. I de kommende år, forskerne forudsiger, det vil hjælpe læger med at forstå neurologiske sygdomme og psykiatriske problemer, screene lægemidler for potentielle behandlinger, identificere sygdomsfremkaldende gener og udvikle bedre, mere personlig medicin skræddersyet til specifikke patientbehov.

"Hvis vi ser problemer, " sagde Zhu, "vi vil være klar til at behandle dem."

Forskerne har beskrevet ny tilgang og deres resultater i de videnskabelige tidsskrifter Molekylær psykiatri og Nano bogstaver .