Chất đen, nằm ở não giữa, là một phần của hạch nền và đóng vai trò quan trọng trong việc khen thưởng và kiểm soát vận động. Tên của nó có nghĩa là "chất đen" trong tiếng Latin và xuất phát từ thực tế là các tế bào thần kinh dopamine trong chất đen chứa hàm lượng Neuromelanin cao hơn, khiến chúng có màu sẫm hơn dưới kính hiển vi. Tuy nhiên, nhiều người vẫn còn hiểu biết hạn chế về cấu trúc này, đặc biệt là tác động sâu sắc của nó đến chức năng não bộ.
Mặc dù chất đen có vẻ liên tục trong các lát não, nhưng thực tế nó có thể được chia thành hai phần: pars compacta và pars reticulata, có các kết nối và chức năng khác nhau. Pars compacta chủ yếu cung cấp dopamine vào các mạch hạch nền, trong khi pars reticularis chịu trách nhiệm truyền tín hiệu từ hạch nền đến các cấu trúc não khác.
Chất đen đóng vai trò quan trọng trong chuyển động của mắt, lập kế hoạch vận động, theo đuổi phần thưởng, học tập và các hành vi gây nghiện.
Sự phóng thích dopamine của chất đen có liên quan chặt chẽ đến chức năng của hạch nền, đặc biệt là trong điều khiển vận động. Khi chất đen được kích hoạt bằng kích thích điện, nó không dẫn đến chuyển động ngay lập tức, điều này cho thấy quá trình điều hòa chuyển động trong hạch nền khá phức tạp. Khi bệnh tiến triển, đặc biệt ở những bệnh nhân mắc bệnh Parkinson, một loạt các triệu chứng vận động biểu hiện rõ ràng cho thấy tác động của chất đen lên khả năng vận động.
Sức khỏe của chất đen rất quan trọng để bảo vệ chống lại nhiều loại bệnh thần kinh. Lấy bệnh Parkinson làm ví dụ. Đặc điểm chính của căn bệnh này là sự mất đi các tế bào thần kinh dopamine ở phần đặc, dẫn đến một loạt triệu chứng như run rẩy và cử động chậm chạp. Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy rằng việc kích thích tần số cao vào chất đen có thể gây ra các triệu chứng trầm cảm tạm thời.
Khi chúng ta già đi, stress oxy hóa đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của chất đen, thúc đẩy hơn nữa quá trình bệnh lý của bệnh Parkinson.
Tăng dopamine trong chất đen từ lâu đã được cho là có liên quan đến sự phát triển của bệnh tâm thần phân liệt. Mặc dù giả thuyết về dopamine vẫn còn gây tranh cãi, nhưng thuốc đối kháng dopamine vẫn là một trong những phương pháp điều trị tiêu chuẩn cho bệnh tâm thần phân liệt. Các nghiên cứu chỉ ra rằng những thay đổi về cấu trúc ở chất đen, chẳng hạn như giảm kích thước đầu cuối khớp thần kinh và tăng thụ thể n-methyl-d-aspartate (NMDA), có thể đóng một vai trò quan trọng trong sinh lý bệnh của bệnh tâm thần phân liệt.
Đi đầu trong lĩnh vực dược lý thần kinh và độc chất học, việc điều hòa hóa học của chất đen là rất quan trọng. Ví dụ, levodopa là một loại thuốc thường được sử dụng để điều trị bệnh Parkinson và mặc dù còn nhiều tranh cãi về độc tính thần kinh của dopamine, nhưng nó vẫn là một lựa chọn điều trị hiệu quả để cải thiện các triệu chứng ở bệnh nhân mắc bệnh Parkinson giai đoạn đầu.
Trong nghiên cứu, người ta nhận thấy levodopa có thể xuyên qua hàng rào máu não và làm tăng nồng độ dopamin ở chất đen nên được sử dụng rộng rãi trong điều trị lâm sàng bệnh Parkinson.
Với sự hiểu biết sâu sắc hơn về chức năng của chất đen, nhiều phương pháp điều trị mới cho chất đen có thể xuất hiện trong tương lai. Các phương pháp điều trị nhắm mục tiêu cho bệnh Parkinson, tâm thần phân liệt và các bệnh khác được kỳ vọng sẽ có tác động sâu sắc đến việc cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Khi nghiên cứu tiếp tục, chúng ta có thể khám phá thêm nhiều bí ẩn về chất đen và tìm ra các chiến lược điều trị hiệu quả hơn.
Trong một lĩnh vực đang phát triển như vậy, các nhà khoa học sẽ sử dụng kiến thức mới này như thế nào để cải thiện sức khỏe và hạnh phúc của con người?