Има причина, поради която на толкова много деца се предписва метилфенидат, по-известен с търговското наименование Ritalin: той помага на децата да потушават проблемите на вниманието и хиперактивността и да седят неподвижно достатъчно, за да се съсредоточат върху училищен урок.

по-голяма

Лекарството поддържа по-голяма част от невротрансмитера допамин свободно в мозъчните клетки, подобрявайки предаването на информация от клетка до клетка. Разбираме това на клетъчно ниво, според Луис Популин. Но ние не знаем много повече от това.

„Беше казано, че правим мащабен, неконтролиран експеримент за обществено здраве върху тези деца“, казва Популин, професор по неврология в Университета на Уисконсин-Медисън. "Това е силно твърдение, но в действителност никой не може да претендира повече от клетъчната химия. Никой не може да каже: Ето какви са последиците за мозъка на децата, които получават лекарството."

Въпреки това сътрудниците на Популин и UW-Madison започват по този път с публикуването на проучване тази седмица в Journal of Neuroscience, описващо засилените връзки между ключови части от мозъка на маймуни, приели метилфенидат.

Изследователят на популин и неврология Аби Раджала даде на три маймуни резус макак поредица от дози метилфенидат - различни по размер, но коригирани така, че да имитират дозите, които обикновено се предписват на хората. Те сканираха мозъка на маймуните едновременно с позитронно-емисионна томография (PET), способна индиректно да проследява нивата на допамин и функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI), които могат да разкрият връзки в мозъка, като показват области, работещи съвместно.

Александър Конверс, специалист по образна диагностика на мозъка в Центъра за уайзман на UW-Madison, анализира данните за PET и установява, че метилфенидатът води до повишаване на нивата на наличния допамин в централна мозъчна структура, наречена глава на опашката.

"Това е като политически анкети", казва Конверс. "Ние даваме на маймуните химически индикатор, който изгасва и анкетира рецепторите, където допаминът отива, за да види колко рецептори са отворени. Колкото по-малко е допаминът, толкова повече рецептори са на разположение за индикаторите."

Разглеждайки fMRI изображения, направени едновременно с похода на допамин, проследен чрез PET, професор по психиатрия Rasmus Birn идентифицира няколко области на мозъка, които изпитват повишена свързаност с главата на опашката.

„Ако видим, че два региона на мозъка се колебаят в синхрон помежду си, ние ги наричаме функционално свързани“, казва Бирн. "Предполага се, че има връзка между двете. Не е задължително да е пряка, но синхронизираната дейност ни казва, че има комуникация между двете области."

Със свързаното с метилфенидат увеличение на допамина идва по-голяма функционална свързаност между опашката и три мозъчни структури, наречени префронтална кора, хипокампус и прекунеус.

„Това са области, които изглеждат релевантни на проблемите, с които Риталин трябва да се справи“, казва Бирн. "Префронталната кора е включена в продължително внимание; хипокампусът играе роля в формирането на паметта; прекунеусът, в задната част на мозъка, всъщност участва повече в сензорната двигателна функция и може да бъде начин, по който метилфенидатът влияе на хиперактивността."

Техните открития са първа стъпка към разбирането на начина, по който Риталин влияе върху организацията на пътищата, които изграждат мозъчни мрежи, използвани за внимание и учене - и в какви ситуации тези промени са полезни (или дори дали са вредни).

„Възможно е правилната доза да накарате детето си да седи спокойно на бюрото си през целия учебен ден всъщност да има вредни ефекти върху други аспекти на когнитивната им функция, които не са толкова лесно видими или измерени“, казва Раджала.

Следващата стъпка е да се види как различните количества от лекарството и промените във функционалната свързаност се съчетават с изпълнението на паметта и учебните задачи - да се види, според Раджала, дали различните дози разширяват или затварят различни пътища, за да подобрят или възпрепятстват различния мозък функции.

„Крайната цел е да се даде възможност на лекарите с по-добри инструменти да решат дали детето трябва да получи лекарство - и ако да, какъв вид наркотик и колко“, казва Популин, чиято работа беше подкрепена от инициативата на университета UW2020.

Ключово за изследването беше добавянето на едновременен PET/MR скенер към кампуса на UW-Madison и възможността за проследяване на допамин и кръстосани мозъчни връзки едновременно. Ефектите на метилфенидат пренасочват човека към човек и дори ден за ден, което прави повторяемостта на опита на маймуните и технологията за сканиране важни.

„Ако вземете тест при нас днес и се върнете, за да го направите отново утре, резултатът ви може да е много различен, защото физиологичното ви състояние може да е различно“, казва Популин. "Може би сте катастрофирали с колата си или сте спечелили хубава награда или сте яли лоша закуска. Това е достатъчно, за да промените опита си с метилфенидат и какво прави тези методи вълнуващ начин да ни покажат какво се случва в мозъка."