اختلال بیش‌فعالی و کمبود توجه یا (Attention-Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD)) بیماری گسترده با علل پیچیده است. داروی محرکی تحت نام متیل فنیدات درمان رایجی برای ADHD است که سطوح دوپامین مغز را تحت تاثیر قرار میدهد. دوپامین انتقال دهنده عصبی است که در سیستم‌های پاداش نقش دارد. با این حال، این دارو (متیل فنیدات) دارای پتانسیل بالقوه برای سوء مصرف است و تاثیرات درمانی آن هنوز کاملا فهمیده نشده است.
برای بررسی کنش/واکنش متنوع داروی متیل فنیدات با سیستم‌های دوپامین در مغز، محققان در موسسه علم و فناوری Okinawa (OIST) درهمکاری با دانشمندان دانشگاه Otago و دانشگاه Auckland در نیوزلند، تاثیرات این دارو را در موش‌ها مورد بررسی قرار دادند. آنها با استفاده از ثبت کننده سلول دوپامین، پایش الکتروشیمیایی، و الگوسازی کامپیوتری نوعی از حلقه بازخوردی را کشف کردند که سطوح دوپامین را در مفز موش‌ها در پاسخ به دارو تعدیل میکند. این فرآیند تنظیم ممکن است خواص درمانی متیل فنیدات در درمان بیش‌فعالی و کمبود توجه را روشن نماید.
Jeff Wickens استاد واحد پژوهش نوروبیولوژی OISTدر این مورد می گوید:” ما اطلاعات نسبتا خوبی درباره چگونگی کار و تاثیرمتیل فنیدات در سطوح مولکولی داریم، ولی در مورد چگونگی تاثیرآن بر سیستم های عصبی دیگر فاقد دانش لازم هستیم. چگونگی تاثیراین دارو در بهبود علائم بیش‌فعالی و کمبود توجه هنوز برای ما معما است. این معما ما را به جستجو در خصوص کنش/واکنش بخش‌های مختلف مغز در تولید تاثیرات درمانی هدایت میکند.”
گشودن رازهای دوپامین
برای انجام این مطالعه، تیم بین‌المللی داروی متیل فنیدات را در غلظت ۵ میلیگرم برهر کیلو را به موش‌های صحرایی بالغ مذکر تزریق نمودند. ولی گروه کنترل هیچ دارویی دریافت نکردد. بعد از جاگذاری الکترودها در مغز موش‌ها، محققان تکنیک الکتروشیمیایی تحت نام voltammetry را برای مونیتور کردن تغییرات واقعی در تجمع سلولی دوپامین در مناطقی از مغز که در بیش‌فعالی وکمبود توجه درگیر است مورد استفاده قرار دادند. آنها، همچنین، اندازه‌گیری‌هایی را در برش‌های زنده بخش میانی و پیشین مغزموش‌ها انجام دادند.
برای کمک به فهم داده‌ها، دانشمندان در OIST که شامل تکنیسین Kavinda Liyanagama میشود، برنامه کامپیوتری را برای الگوسازی تاثیرات داروی متیل فنیدات بر سیستم‌های دوپامین طراحی نمودند.
نورون‌ها دوپامین را بروش های مختلفی آزاد میسازند: آزادسازی فازی با میزان سریع و بالا و با شدت زیاد در انتقال دهنده های عصبی که غالبا در پاسخ به محرک های انگیزشی مثل داروها یا مواد قندی انجام می شود. از طرف دیگر، آزادسازی تونیک به آزادسازی کندتر و منظم تر نورون های دوپامین اشاره دارد و در حرکات ماهیچه ای و مفصلی نقش دارد.
از آنجاییکه که متیل فنیدات بازجذب دوپامین را توسط گیرنده‌هایی در مغز مسدود میسازد، Wickens و همکارانش در ابتدا فکرمی کردند که دارو باید سیگنال فازی دوپامین را افزایش دهد. درعوض، بعد از تحلیل داده‌ها، محققان خلاف این امر را یافتند: متیل فنیدات دوپامین فازی را افزایش نداد. برای توضیح این یافته، Wickens شک کرد که مغز دارای مکانیسم بازخورد قدرتمند برای کنترل سطوح دوپامین مغز است، حتی زمانیکه بازجذب توسط متیل فنیدات مسدود می شود.
در این خصوص Wickens می افزاید:”هنگامیکه داروی متیل فنیدات برای مغز سالم مورد استفاده قرار می گیرد، یک مکانیسم تنظیم عصبی برای جبران تاثیرات مستقیم دارو وجود دارد وتاثیرات درمانی متیل فنیدات میتواند پیامدهای غیرمستقیم این چرخه بازخورد باشد.”
الگوسازی کامپیوتری انجام شده در این مورد نیز نشان می دهد که متیل فنیدات بطور اولیه سیگنال تونیک دوپامین را تحت تاثیر قرار میدهد. تغییرات در علامت دهی تونیک دوپامین ممکن است گیرنده‌های دوپامین را به صورتی فعال نماید که علائم بیش‌فعالی و کمبود توجه را بهبود بخشند.
علیرغم اینکه Wickens تصدیق میکند مطالعه بر روی موش‌های سالم انجام شد، قدم بعدی تیم بررسی این چرخه بازخورد در مدل های حیوانی بیش‌فعالی و کمبود توجه می باشد.
