Чёрная субстанция, расположенная в среднем мозге, является частью базальных ганглиев и играет решающую роль в вознаграждении и контроле моторики. Его название на латыни означает «черное вещество» и происходит от того факта, что дофаминовые нейроны черной субстанции содержат более высокий уровень нейромеланина, что придает им более темный цвет под микроскопом. Однако многие люди до сих пор имеют ограниченное представление об этой структуре, особенно о ее глубоком влиянии на функции мозга.
Хотя черная субстанция на срезах мозга кажется непрерывной, на самом деле ее можно разделить на две части: компактную часть и сетчатую часть, которые имеют разные связи и функции. Компактная часть в первую очередь поставляет дофамин в цепи базальных ганглиев, а сетчатая часть отвечает за передачу сигналов от базальных ганглиев к другим структурам мозга.
Черная субстанция играет важную роль в движениях глаз, планировании движений, стремлении к вознаграждению, обучении и аддиктивном поведении.
Проекции дофамина в черной субстанции тесно связаны с функцией базальных ганглиев, особенно с моторным контролем. Когда черная субстанция активируется электрической стимуляцией, это не сразу приводит к движению, что показывает, что процесс регуляции движения в базальных ганглиях довольно сложен. По мере прогрессирования заболевания, особенно у больных болезнью Паркинсона, проявляется ряд двигательных симптомов, отчетливо свидетельствующих о влиянии черной субстанции на движение.
Здоровье черной субстанции имеет решающее значение для защиты от различных неврологических заболеваний. Возьмем, к примеру, болезнь Паркинсона. Основной характеристикой этого заболевания является потеря дофаминовых нейронов в компактной части, что приводит к ряду симптомов, таких как тремор и замедление движений. Кроме того, исследования показывают, что высокочастотная стимуляция черной субстанции может вызывать временные симптомы депрессии.
По мере старения окислительный стресс играет ключевую роль в развитии черной субстанции, еще больше ускоряя патологический процесс болезни Паркинсона.
Повышение дофамина в черной субстанции уже давно связано с развитием шизофрении. Хотя гипотеза дофамина остается спорной, антагонисты дофамина остаются одним из стандартных методов лечения шизофрении. Исследования показывают, что структурные изменения в черной субстанции, такие как уменьшение размера синаптических окончаний и увеличение количества рецепторов n-метил-d-аспартата (NMDA), могут играть важную роль в патофизиологии шизофрении.
На переднем крае нейрофармакологии и токсикологии химическая регуляция черной субстанции имеет решающее значение. Например, леводопа — это препарат, обычно используемый для лечения болезни Паркинсона, и, несмотря на разногласия по поводу нейротоксичности дофамина, он остается эффективным вариантом лечения для улучшения симптомов у пациентов с ранней стадией болезни Паркинсона.
В ходе исследований было установлено, что леводопа способна проникать через гематоэнцефалический барьер и повышать уровень дофамина в черной субстанции, поэтому ее широко используют в клиническом лечении болезни Паркинсона.
Благодаря более глубокому пониманию функции черной субстанции в будущем могут появиться новые методы лечения черной субстанции. Ожидается, что целенаправленное лечение болезни Паркинсона, шизофрении и других заболеваний окажет глубокое влияние на улучшение качества жизни пациентов. По мере продолжения исследований мы, возможно, сможем раскрыть больше загадок черной субстанции и найти более эффективные стратегии лечения.
Как в такой развивающейся области ученые будут использовать эти новые знания для улучшения здоровья и благополучия людей?