Οι ερευνητές εντοπίζουν τις καλύτερες μεθόδους για τη μελέτη των καταστάσεων του εγκεφάλου σε ηρεμία σε μαρμοσέτες

Οι ερευνητές εντοπίζουν τις καλύτερες μεθόδους για τη μελέτη των καταστάσεων του εγκεφάλου σε ηρεμία σε μαρμοσέτες

Μια ομάδα με επικεφαλής τους ερευνητές στο Μητροπολιτικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο εντόπισε τις καλύτερες μεθόδους για τη μελέτη της κατάστασης ηρεμίας των εγκεφάλων μαρμόζετ χρησιμοποιώντας λειτουργική μαγνητική τομογραφία. Οι μελέτες συχνά χρησιμοποιούν ηρεμιστικά και αναισθητικά για να περιορίσουν την κίνηση κατά τη διάρκεια των μετρήσεων, αλλά τα ίδια τα φάρμακα μπορούν να επηρεάσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα. Η ομάδα εξέτασε επτά φάρμακα και εντόπισε επιλογές που διατηρούσαν τη φυσιολογική λειτουργία ενώ ελαχιστοποιούσαν την κίνηση. Η εργασία τους επεκτείνει το ερευνητικό πλαίσιο για έναν σημαντικό οργανισμό-μοντέλο.

Πρότυποι οργανισμοί είναι είδη που μελετούν οι επιστήμονες για να κατανοήσουν ορισμένες πτυχές της βιολογίας που μπορεί να ισχύουν για άλλους οργανισμούς. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα μεγεθών και ειδών, από μαγιά αρτοποιίας και μύγες φρούτων μέχρι ινδικά χοιρίδια. Πρόσφατα, το κοινό μαρμόζετ, ένα μικρό πρωτεύον με καταγωγή από τη Νότια Αμερική, έχει προσελκύσει σημαντικό ενδιαφέρον, ιδιαίτερα στις νευρολογικές επιστήμες. Παρά το μικρό σωματικό τους μέγεθος, διατηρούν την εξαιρετικά ανεπτυγμένη δομή του εγκεφάλου των πρωτευόντων, καθιστώντας δυνατή τη διεξαγωγή μελετών που μπορούν να ρίξουν φως στον τρόπο λειτουργίας του εγκεφάλου μας και πώς μπορούμε να ξεπεράσουμε ασθένειες που επηρεάζουν την υψηλότερη εγκεφαλική λειτουργία.

Ένας σημαντικός τομέας έρευνας είναι η χρήση λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (fMRI) για τη μελέτη των εγκεφάλων σε κατάσταση ηρεμίας. Η fMRI είναι μια μη επεμβατική τεχνική απεικόνισης που μπορεί να απεικονίσει τη ροή του αίματος στο σώμα. στον εγκέφαλο αυτό μπορεί να σχετίζεται με εντοπισμένη δραστηριότητα. Αυτό παρέχει μια μοναδική εικόνα για το Δίκτυο Κατάστασης Ανάπαυσης (RSN), ένα σημαντικό δίκτυο συνδέσεων μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του εγκεφάλου. Ωστόσο, η μελέτη marmosets σε μια μηχανή fMRI απαιτεί περιορισμούς. Αυτό με τη σειρά του απαιτεί ηρεμιστικά/αναισθητικά για την ελαχιστοποίηση της αγωνίας στα ζώα. Τα ίδια τα φάρμακα μπορούν να επηρεάσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα και να περιορίσουν το εύρος των ευρημάτων.

Ως εκ τούτου, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Junichi Hata ξεκίνησε να εξετάσει φάρμακα που έχουν τη μικρότερη επίδραση στο RSN. Έλεγξαν επτά κοινά ηρεμιστικά και αναισθητικά, συνέκριναν το RSN του ζώου όταν ήταν ξύπνιο και ενώ έπαιρνε φαρμακευτική αγωγή και παρακολούθησαν τις κινήσεις του κεφαλιού, που με τη σειρά τους μπορεί να επηρεάσουν την ποιότητα των δεδομένων. Διαπίστωσαν ότι τα φάρμακα μιδαζολάμη (Mida) και δεξμεντετομιδίνη (Dex) διατήρησαν καλύτερα το δίκτυο, αλλά άφησαν κάποια ίχνη κίνησης του κεφαλιού. Τρία από τα υπόλοιπα πέντε, το Alfaxalone (Alfa), το Isoflurane (Iso) και το Sevoflurane (Sevo), βρέθηκαν να έχουν σημαντική επίδραση στη λειτουργία του εγκεφάλου, αλλά τα δύο τελευταία, Propofol (Propo) και ένας συνδυασμός Isoflurane και Dexmedetomidine (IsoDex), διατήρησαν αρκετό RSN διατηρώντας παράλληλα ελάχιστη κίνηση. Η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η μιδαζολάμη ή η δεξμεντετομιδίνη σε συνδυασμό με ήπιο περιορισμό μπορεί να είναι η πιο ρεαλιστική λύση για τη λήψη των πιο ακριβών δεδομένων, αλλά εάν ο περιορισμός είναι δύσκολος, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί είτε η προποφόλη είτε ο συνδυασμός ισοφλουράνιο/δεξμεντετομιδίνη.

Αν και οι μελέτες σχετικά με τη σωστή δοσολογία και τις επιπτώσεις της στη λειτουργία του εγκεφάλου βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη, αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν σαφή κατεύθυνση για το πώς θα πρέπει να διεξάγονται μελλοντικές μελέτες marmoset. Καλύτερα δεδομένα θα σημαίνουν συναρπαστικές νέες προόδους στην κατανόηση της λειτουργίας του εγκεφάλου υψηλού επιπέδου και των σχετικών παθολογιών.

Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από το Πρόγραμμα Χαρτογράφησης Εγκεφάλου από τις Ολοκληρωμένες Νευροτεχνολογίες για Μελέτες Ασθενειών από την Ιαπωνική Υπηρεσία Ιατρικής Έρευνας και Ανάπτυξης (Αριθμός Επιχορήγησης JP21dm0207001), μια επιχορήγηση KAKENHI από την Ιαπωνική Εταιρεία για την Προώθηση της Επιστήμης (Αριθμός επιχορήγησης JP20H06), το πρόγραμμα «Αριθμός επιχορήγησης JP20H06» Δημόσια Χρήση Προηγμένης Ερευνητικής Υποδομής του Υπουργείου Παιδείας, Πολιτισμού, Αθλητισμός, Επιστήμη και Τεχνολογία της Ιαπωνίας (Αριθμός επιχορήγησης JPMXS0450400622).

Πηγή:

Μητροπολιτικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο

Αναφορά:

Muta, Κ., et αϊ. (2022) Επιδράσεις ηρεμιστικών ή αναισθητικών στη μέτρηση της λειτουργίας του εγκεφάλου σε ηρεμία σε μαρμοζέτες. Εγκεφαλικός φλοιός. doi.org/10.1093/cercor/bhac406.

.