Riflettori puntati sulla dopamina per sondare la dipendenza da alcol
Optogenetica consente ai ricercatori di controllare l'attività di popolazioni specifiche di cellule cerebrali, o neuroni, utilizzando la luce.
Sorprendentemente, dobbiamo ringraziare la feccia di stagno per la nuova tecnica; il metodo è stato ideato per capire come le minuscole alghe verdi che conferiscono alla schiuma dello stagno il suo caratteristico colore rilevano e usano la luce per crescere.
La tecnologia ha permesso a Evgeny A. Budygin, Ph.D., assistente professore di neurobiologia e anatomia presso il Wake Forest Baptist Medical Center, di affrontare questioni critiche riguardanti il ruolo della dopamina nei comportamenti legati al consumo di alcol.
"Con questa tecnica, abbiamo sostanzialmente preso il controllo di popolazioni specifiche di cellule della dopamina, usando la luce per farle rispondere, quasi come se si premesse un interruttore della luce", ha detto Budygin.
"Questi dati ci forniscono una direzione concreta su quale tipo di modelli di attivazione delle cellule della dopamina potrebbero essere più efficaci per mirare al consumo di alcol".
L'ultimo studio di Budygin e del suo team è stato pubblicato online sulla rivista Frontiere nelle neuroscienze comportamentali.
Il coautore Jeffrey L. Weiner, Ph.D., professore di fisiologia e farmacologia presso Wake Forest Baptist, ha affermato che una delle maggiori sfide nelle neuroscienze è stata quella di controllare l'attività delle cellule cerebrali nello stesso modo in cui il cervello le controlla effettivamente .
Con l'optogenetica, i neuroscienziati possono attivare o disattivare specifici neuroni a piacimento, dimostrando che quei neuroni governano effettivamente comportamenti specifici.
"Sappiamo da molti anni quali aree del cervello sono coinvolte nello sviluppo della dipendenza e quali neurotrasmettitori sono essenziali per questo processo", ha detto Weiner.
"Dobbiamo conoscere la relazione causale tra cambiamenti neurochimici nel cervello e comportamenti di dipendenza, e l'optogenetica lo sta rendendo possibile ora".
Utilizzando un modello di roditore, i ricercatori hanno utilizzato tecniche molecolari all'avanguardia per esprimere la proteina rodopsina del canale sensibile alla luce in una popolazione specifica di cellule dopaminergiche nel sistema di ricompensa del cervello.
Hanno quindi impiantato minuscole fibre ottiche in questa regione del cervello e sono stati in grado di controllare l'attività di queste cellule dopaminergiche facendo lampeggiare un laser blu su di esse.
"Puoi posizionare un elettrodo nel cervello e applicare una corrente elettrica per imitare il modo in cui le cellule cerebrali si eccitano, ma quando lo fai attivi tutte le cellule in quella zona", ha detto Weiner.
"Con l'optogenetica, siamo stati in grado di controllare selettivamente una specifica popolazione di cellule dopaminergiche in una parte del sistema di ricompensa cerebrale.
Usando questa tecnica, abbiamo scoperto modelli distinti di attivazione delle cellule della dopamina che sembravano in grado di interrompere il comportamento di consumo di alcol dei ratti ".
Weiner ha detto che lo studio ha un valore traslazionale perché "ci dà una visione migliore di come potremmo voler usare qualcosa come la stimolazione cerebrale profonda per trattare l'alcolismo.
I medici stanno iniziando a usare la stimolazione cerebrale profonda per trattare tutto, dall'ansia alla depressione, e sebbene funzioni, c'è poca comprensione scientifica dietro di essa, ha detto.
Budygin acconsentì. "Ora stiamo muovendo i primi passi in questa direzione", ha detto. "Era impossibile prima dell'era optogenetica."
Fonte: Wake Forest University
