Исследователи составили карту воздействия кетамина на мозг

Кетамин — анестетик, известный также своим незаконным использованием в качестве рекреационного наркотика, — в последние годы подвергся тщательной реабилитации репутации, поскольку медицинский истеблишмент начал признавать его широкие терапевтические эффекты.

Препарат все чаще используется в различных медицинских целях, в том числе как болеутоляющее средство, альтернативное опиоидам, и как терапия депрессии, не поддающейся лечению.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports, биологи из Колумбийского университета и инженеры-биомедики составили карту воздействия кетамина на мозг мышей и обнаружили, что многократное применение в течение длительного времени приводит к обширным структурным изменениям в дофаминовой системе мозга. Полученные результаты подтверждают необходимость разработки кетаминовых терапий, направленных на конкретные участки мозга, а не на введение доз, которые омывают весь мозг кетамином.

Вместо того чтобы омывать кетамином весь мозг, как это делают большинство терапевтов, наши данные по картированию всего мозга указывают на то, что более безопасным подходом будет воздействие кетамина на определенные участки мозга, чтобы минимизировать непредвиденные эффекты на другие дофаминовые области мозга, — говорит Раджу Томер, старший автор работы.

Исследование показало, что повторное воздействие кетамина приводит к уменьшению количества дофаминовых нейронов в областях среднего мозга, которые связаны с регуляцией настроения, а также к увеличению количества дофаминовых нейронов в гипоталамусе, который регулирует основные функции организма, такие как метаболизм и гомеостаз. Первый результат, согласно которому кетамин снижает уровень дофамина в среднем мозге, может указывать на то, почему длительное злоупотребление кетамином может вызвать у людей, страдающих шизофренией, симптомы, схожие с расстройством настроения.

С другой стороны, последний вывод о том, что кетамин повышает дофамин в тех частях мозга, которые регулируют обмен веществ, может помочь объяснить, почему он показывает себя перспективным средством для лечения расстройств пищевого поведения.

Исследователи также смогли проследить, как кетамин влияет на дофаминовые сети в мозге. Они обнаружили, что кетамин уменьшает плотность дофаминовых аксонов, или нервных волокон, в областях мозга, отвечающих за слух и зрение, и одновременно увеличивает количество дофаминовых аксонов в когнитивных центрах мозга. Эти интригующие выводы могут помочь объяснить диссоциативные поведенческие эффекты, наблюдаемые у людей, подвергшихся воздействию кетамина.

Перестройка дофаминовой системы мозга, которую мы наблюдаем после многократного употребления кетамина, может быть связана с изменениями когнитивного поведения с течением времени, — говорит Малика Датта, соавтор работы.

Большинство исследований, посвященных влиянию кетамина на мозг, до сих пор рассматривали последствия острого воздействия — как одна доза влияет на мозг в краткосрочной перспективе. В данном исследовании ученые изучали повторяющееся ежедневное воздействие в течение десяти дней. Статистически значимые изменения в структуре дофамина в мозге можно было обнаружить только после десяти дней ежедневного употребления кетамина.

Исследователи оценивали эффект от повторного воздействия препарата в двух дозах: одна доза аналогична дозе, используемой для моделирования лечения депрессии у мышей, а другая приближена к дозе, вызывающей анестезию. Влияние препарата на дофаминовую систему было заметно в обеих дозах.

Исследование открывает новый технологический рубеж в проведении исследований всего мозга с высоким разрешением, — говорит Яннан Чен, соавтор работы.

Это первая успешная попытка составить карту изменений, вызванных хроническим воздействием кетамина, с так называемым «субклеточным разрешением», то есть на уровне воздействия кетамина на отдельные клетки.

Большинство субклеточных исследований воздействия кетамина, проведенных до сих пор, были гипотетическими исследованиями одной области мозга, которую исследователи выбирали, поскольку считали, что она может играть важную роль в метаболизме препарата в мозге. Данное исследование является первым субклеточным исследованием, в котором изучается весь мозг без предварительного формирования такой гипотезы.

Брэдли Миллер, психиатр и нейробиолог из Колумбийского университета, специализирующийся на депрессии, сказал:

Кетамин быстро устраняет депрессию у многих пациентов с резистентной к лечению депрессией, и в настоящее время он исследуется для более долгосрочного использования с целью предотвращения рецидивов депрессии. Данное исследование показывает, как кетамин перестраивает мозг при повторном применении. Это важный шаг для разработки целевых методов лечения, которые эффективно лечат депрессию без некоторых нежелательных побочных эффектов кетамина.

Исследование было поддержано Национальным институтом здоровья (NIH) и Национальным институтом психического здоровья (NIMH). Ведущие авторы работы — Малика Датта и Яннан Чен, которые проводили свои исследования в лаборатории Раджу Томера в Колумбийском университете. Датта сейчас является постдокторантом в Йельском университете.

Это исследование позволяет нам глубже взглянуть на функционирование кетамина в масштабах всего мозга, что, как мы надеемся, будет способствовать более эффективному использованию этого многообещающего препарата в различных клинических ситуациях, а также поможет свести к минимуму злоупотребление им в рекреационных целях.

В более широком смысле исследование демонстрирует, что один и тот же тип нейронов, расположенных в разных областях мозга, может по-разному подвергаться воздействию одного и того же наркотика, — сказал Томер.

04.12.2023


Подписаться в Telegram



Здоровье

Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови
Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях
Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях

Новое исследование, которое будет представлено...

Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов
Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов

Новое исследование, результаты которого будут ...

Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие
Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие

В некоторых тяжелых случаях COVID-19 легкие по...

Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий
Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий

Исследователям из Каролинского института ...

Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей
Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей

В ходе двух исследований, проведенных в О...

Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить
Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить

Человеческий мозг фильтрует поток впечатлений,...

Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз
Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз

Исследование Кембриджского университета, Велик...

Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты
Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты

У пожарных может быть повышенный риск развития...

ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом

Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже...

Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей

Почти четверть американских детей с симпт...

eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови

Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs...

New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз

По данным нового крупного исследования, провед...

JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты

Крупнейшее на сегодняшний день исследован...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков