Neuromelanin-sensitive MRT identifiziert, die als potentielle biomarker für Psychose

Forscher haben gezeigt, dass eine Art von Magnet-Resonanz-imaging genannten neuromelanin-sensitive MRT (NM-MRT)—ist ein potentieller biomarker für eine Psychose. NM-MRT-signal gefunden wurde, um eine Markierung der Dopamin-Funktion in den Leuten mit Schizophrenie und ein Indikator für die schwere der psychotischen Symptome bei Menschen mit dieser psychischen Erkrankung. Die Studie, finanziert von der National Institute of Mental Health (NIMH), Teil der Nationalen Institute der Gesundheit ist, erscheint in den Proceedings of the National Academy of Science.

„Störungen im Bereich der neurotransmitter Dopamin verbunden sind mit einer Vielzahl von psychischen und neurologischen Störungen, wie Schizophrenie und Parkinson-Krankheit,“ sagte Joshua A. Gordon, M. D., Ph. D., Direktor von NIMH. „Wegen der Rolle Dopamin spielt bei diesen Erkrankungen, die Fähigkeit zur Messung der Dopamin-Aktivität ist entscheidend für die Förderung unser Verständnis dieser Erkrankungen, einschließlich, wie Sie am besten diagnostizieren und behandeln Sie.“

Neuromelanin ist ein dunkles pigment, das in Dopamin-Neuronen im mittelhirn, insbesondere in der substantia nigra, einer Hirnregion, der eine Rolle spielt bei Belohnung und Bewegung. Neuromelanin sammelt sich über die Lebensdauer und ist nur entfernt, aus Zellen mit folgendem Zelltod, tritt bei neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit. Forscher haben herausgefunden, dass NM-MRT-signal ist niedriger in der substantia nigra des Menschen mit der Parkinson-Krankheit, was den Zelltod, tritt bei diesen Patienten.

Trotz der Nützlichkeit dieses Instruments für die Erkennung von neuron loss in neurodegenerativen Erkrankungen, NM-MRT noch nicht gezeigt, ein marker für die Dopamin-Funktion, noch hatte seine Nützlichkeit gezeigt, in der Menschen ohne neurodegenerativen Erkrankungen. In dieser Studie, Guillermo Horga, M. D., Ph. D., von der Columbia University, New York, und Kollegen führten eine Reihe von validierungsstudien zeigen, dass NM-MRT kann als ein marker für die Dopamin-Funktion bei Patienten ohne neurodegenerativen Erkrankungen.

„Die wichtigsten Vorteile dieser Technik sind, dass, im Vergleich zu anderen etablierten und direkter Maßnahmen der Dopamin-Funktion, neuromelanin-sensitive MRT nicht mit Strahlen oder invasive Prozeduren,“ sagte Dr. Horga. „Dieser Vorteil macht es besser geeignet für die Pädiatrische Bevölkerung und für die wiederholte Scannen, die nützlich sein könnten, zu überwachen, die das Fortschreiten der Erkrankung oder das ansprechen auf die Behandlung—und es dauert nur einen kurzen scan umgesetzt werden könnten, dass in den meisten klinischen Scannern. Es bietet auch eine sehr hohe anatomische Auflösung im Vergleich mit PET Maßnahmen, die wichtig zu prüfen, Funktionen oder Dysfunktionen bestimmter Teile der substantia nigra.“

Die Forscher, die zunächst zu bestimmen, ob die NM-MRT konnte genau erkennen, regionale Unterschiede in der Konzentration von neuromelanin in denen ohne neurodegeneration der substantia nigra. Zu untersuchen, die Erkennungsfähigkeiten von NM-MRI, verglichen die Forscher NM-MRT-Messungen von neuromelanin auf Chemische Messungen von neuromelanin in der post-mortem-Hirngewebe. Die Forscher fanden, über alle Abschnitte der Gewebe, die höhere NM-MRT-signal wurde im Zusammenhang mit höheren Konzentrationen an neuromelanin. Die Ergebnisse bestätigen, zum ersten mal, die Fähigkeit der NM-MRT zur Messung regionaler Konzentrationen an neuromelanin. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse, dass NM-MRT-signal spiegelt die Konzentrationen von neuromelanin im Gewebe, nicht nur die Anzahl der neuromelanin-haltigen Neuronen.

Die Forscher als Nächstes suchten, um festzustellen, ob NM-MRT erfassen könnten Variationen in neuromelanin in kleineren anatomischen Subregionen innerhalb der substantia nigra. Da Dopamin-Funktion ist gedacht, um unterscheiden sich deutlich in den verschiedenen teilen der substantia nigra, die Forscher benötigt, um die Fähigkeit, dieses Werkzeug zu erfassen, diese anatomischen Unterschiede. So, die Forscher untersucht NM-MRT-Daten von Patienten mit Parkinson-Krankheit und Personen ohne Parkinson-Krankheit. Die Forscher fanden heraus, sinkt in NM-MRT-signal bei Patienten mit Parkinson-Krankheit in der lateralen, posterioren und ventralen Bereiche der substantia nigra—die Ergebnisse entsprechen den bekannten anatomischen Verteilung der Zellverlust in dieser Hirnregion in der Parkinson-Krankheit. Diese Ergebnisse bestätigen, dass NM-MRT erfassen können, bekannt topographischen Variabilität innerhalb dieser Hirnstruktur.

Eine nächste entscheidende Schritt war zu zeigen, eine Verbindung zwischen NM-MRT-und Dopamin-Funktion. Die Forscher sammelten Messungen der dopaminfreisetzung Kapazität (gemessen mit Hilfe der Positronen-emissions-Tomographie (PET)) und NM-MRT-Daten von Menschen ohne neurodegenerativen Erkrankungen. Personen mit einem höheren NM-MRT-signal hatte mehr Dopamin-Freisetzung von Kapazitäten im striatum (eine Kern-Komponente von Belohnung, Motorische und kognitive Systeme). Die Forscher fanden auch, dass NM-MRI-signal in der substantia nigra wurde im Zusammenhang mit funktionellen MRI-Maßnahmen des regionalen zerebralen Blutflusses.

Schließlich untersuchten die Forscher den Zusammenhang zwischen NM-MRT-signal und Psychosen schwere, fest, dass mehr schwere Symptome von Psychosen wurden im Zusammenhang mit höheren NM-MRI-Signale in den nigrostriatalen Signalweg von Personen mit Schizophrenie und diejenigen, die mit dem Risiko für Schizophrenie. Die Psychose ist verbunden mit dem Dopamin-system Dysfunktion, zeichnen sich durch eine höhere Dopamin-Freisetzung und Synthese-Kapazität in das striatum. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass NM-MRT ist die Erfassung dieser Dopamin-Dysfunktion, Förderung der Rolle der NM-MRT als potentieller biomarker für eine Psychose.

Die Ergebnisse in dieser Studie, die, zusammen genommen, überprüfen die Verwendung von NM-Sequenzen in Populationen, die über jene hinausgehen, die mit neurodegenerativen Erkrankungen, die zeigen, es kann dienen als ein Maß für neuromelanin Konzentration und Dopamin-Funktion in der substantia nigra.