Chimie cérébrale consciente enregistrée par un système d’électrodes

Merci. Écoutez cet article en utilisant le lecteur ci-dessus. ✖

Une équipe internationale de chercheurs a fourni des informations précieuses sur le système noradrénaline (NA) du cerveau, qui est depuis longtemps une cible pour les médicaments destinés à traiter le trouble déficitaire de l’attention/hyperactivité, la dépression et l’anxiété.

Au-delà des résultats, la méthodologie révolutionnaire développée par les chercheurs pour enregistrer l’activité chimique en temps réel à partir d’électrodes cliniques standard implantées régulièrement pour la surveillance de l’épilepsie est tout aussi importante.

Publié en ligne dans la revue Biologie actuelle Lundi (23 octobre), la recherche fournit non seulement de nouvelles informations sur la chimie du cerveau, ce qui pourrait avoir des implications sur un large éventail de conditions médicales, mais elle met également en évidence une nouvelle capacité remarquable à acquérir des données du cerveau humain vivant.

“Notre groupe décrit la première neurochimie ‘rapide’ enregistrée par voltamétrie chez des humains conscients”, a déclaré Read Montague, co-correspondant et auteur principal de l’étude, professeur de recherche au VTC Vernon Mountcastle à Virginia Tech et directeur du Centre de recherche en neurosciences humaines et le Laboratoire de Neuroimagerie Humaine du Institut de recherche biomédicale Fralin au VTC. « Il s’agit d’un grand pas en avant et l’approche méthodologique a été entièrement mise en œuvre chez l’homme – après plus de 11 ans de développement approfondi. »

À propos de la méthode

Les techniques de voltamétrie permettant d’effectuer des lectures électrochimiques en temps réel chez les rongeurs et d’autres modèles de laboratoire ont permis d’obtenir des informations approfondies sur le fonctionnement cérébral depuis environ 30 ans, mais il n’existait pas de voie claire pour utiliser ces techniques chez l’homme, car elles nécessitent l’insertion d’électrodes dans le cerveau. .

“Au lieu de cela, nous nous sommes concentrés sur ce qui est déjà utilisé chez les patients pour des procédures médicales”, a déclaré Montague, qui est également professeur au département de physique du Virginia Tech College of Science et au département de psychiatrie et de médecine comportementale du Virginia Tech. École de médecine Carilion. « Quand les chirurgiens mettent-ils déjà un fil dans le cerveau de quelqu’un ? Et pourrions-nous concevoir une méthode pour tirer parti de cela ? »

Les approches initiales de l’équipe nécessitaient l’insertion d’électrodes exclusives en fibre de carbone conçues à l’Institut de recherche biomédicale Fralin chez des patients éveillés subissant une intervention chirurgicale de stimulation cérébrale profonde pour la maladie de Parkinson ou d’autres troubles.

L’équipe de recherche a maintenant démontré que l’électrochimie peut être réalisée avec des électrodes déjà en place et utilisées en clinique standard, ouvrant ainsi une fenêtre sur une activité cérébrale jamais vue auparavant.

À propos du système noradrénaline

Les électrodes se trouvaient dans l’amygdale, une région du cerveau profondément liée au traitement émotionnel et profondément influencée par les signaux NA.

Le système NA trouve son origine dans un petit noyau du mésencéphale connu sous le nom de locus coeruleus (LC), et il constitue depuis longtemps un point central pour le développement de médicaments visant à traiter des maladies telles que le TDAH, la dépression et l’anxiété.

“On pense que le système LC-NA régule l’éveil et l’attention et constitue une cible pharmacologique dans de multiples conditions cliniques, mais notre compréhension de son rôle dans la santé et la maladie a été entravée par le manque d’enregistrements directs chez l’homme”, a déclaré le co-correspondant. et auteur principal Et frérotprofesseur agrégé de médecine clinique et membre de la Fondation Lundbeck à Université d’Aarhus, Danemark, et professeur associé adjoint à l’Institut de recherche biomédicale Fralin. “Nous avons résolu ce problème.”

Dans l’étude, trois patients ont vu des images neutres en damier mélangées à des images chargées d’émotion provenant de la base de données internationale d’images affectives, mettant en lumière la façon dont le système NA réagit à divers états émotionnels.

Comme prévu, les niveaux de NA étaient corrélés à l’intensité émotionnelle, en particulier lors de rencontres avec des images inattendues, soulignant l’importance du système NA dans des conditions comme le TDAH.

“Il s’agit d’un travail révolutionnaire qui représente une avancée technique significative dans notre capacité à comprendre l’activité cérébrale humaine”, a déclaré Wael Asaad, directeur de la neurochirurgie fonctionnelle et de l’épilepsie à l’hôpital de Rhode Island et vice-président de la recherche au département de neurochirurgie de l’université Brown. n’a pas participé à la recherche.

« Bien qu’il soit possible d’enregistrer l’activité électrique du cerveau chez l’homme dans divers contextes depuis de nombreuses années, cela ne nous donne qu’une moitié de l’image. La manière dont ces neurones communiquent avec les neurotransmetteurs en temps réel et à court terme a généralement été beaucoup plus difficile à étudier », a déclaré Asaad. « En plus de la valeur scientifique de cette étude, les techniques qu’elle démontre seront d’une valeur considérable pour un large éventail d’études. Cela représente une étape importante dans nos efforts pour comprendre les fonctions des circuits cérébraux humains.

Référence: Bang D, Luo Y, Barbosa LS et al. La noradrénaline suit la modulation émotionnelle de l’attention dans l’amygdale humaine. Curr Biol. 2023. est ce que je: 10.1016/j.cub.2023.09.074

Cet article a été republié à partir du suivant matériaux. Remarque : le matériel peut avoir été modifié en termes de longueur et de contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source citée.