Μινι-τομογράφος αποκαλύπτει μυστικά του εγκεφάλου αρουραίων - Καταγράφει τη λειτουργία του οργάνου ενώ τα πειραματόζωα κινούνται

Λονδίνο Έναν τομογράφο εκπομπής ποζιτρονίων (PET scan) – μινιατούρα δημιούργησαν ερευνητές του Εθνικού Εργαστηρίου Brookhaven στις ΗΠΑ. Ο φορητός αυτός τομογράφος αναμένεται να αποτελέσει άκρως χρήσιμο «όπλο» για τους ειδικούς που βασίζουν τις έρευνές τους στη μελέτη ποντικών προκειμένου να εξαγάγουν πολύτιμα συμπεράσματα για τον άνθρωπο. Και αυτό διότι ο νέος μίνι-τομογράφος PET επιτρέπει στους ερευνητές να αναλύουν τον εγκέφαλο των ποντικιών χωρίς να χρειάζεται να τα υποβάλουν σε γενική αναισθησία. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον τομογράφο οι αμερικανοί ερευνητές επέτυχαν να παρατηρήσουν για πρώτη φορά πώς ο εγκέφαλος επιδρά στην συμπεριφορά των πειραματοζώων.

Η τομογραφία PET είναι μια απεικονιστική εξέταση που βασίζεται στην ανίχνευση ακτινοβολίας από την εκπομπή ποζιτρονίων. Τα ποζιτρόνια είναι μικρά σωματίδια που εκπέμπονται από μια ραδιενεργό ουσία η οποία χορηγείται στον ασθενή. Η συγκεκριμένη εξέταση αποτελεί σημαντικό «εργαλείο» για την εξέταση της λειτουργίας των οργάνων, για τον έλεγχο της ροής του αίματος, για τη διάγνωση του καρκίνου αλλά και για τη διάγνωση νευρολογικών διαταραχών – από τη νόσο Αλτσχάιμερ ως την επιληψία. Αν και οι άνθρωποι είναι ευκολότερο να υποβληθούν σε τέτοιου είδους εξέταση καθώς μπορούν να μείνουν ακίνητοι εάν τους ζητηθεί, είναι επόμενο ότι ένα μικρό πειραματόζωο δεν είναι εύκολο να συμμορφωθεί σε αυτήν την εντολή.

Βόλτα με το Ratcap 
Έτσι μέχρι σήμερα οι επιστήμονες υποβάλλουν τα ποντίκια και τους αρουραίους σε απεικονιστικές εξετάσεις του εγκεφάλου αφού τους έχουν κάνει προηγουμένως γενική αναισθησία. Όπως σημειώνεται όμως τώρα στην επιθεώρηση «Nature Methods» η νέα συσκευή που ονομάζεται Ratcap (ακρωνύμιο για το Rat Conscious Animal Pet) επέτρεψε την αναλυτική μελέτη του εγκεφάλου αρουραίων ενόσω εκείνοι κινούνταν, γεγονός που θα προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες τόσο για την χημεία του εγκεφάλου όσο και για την συμπεριφορά τους.

Ο νέος τομογράφος μοιάζει με ελισαβετιανό κολάρο και περιβάλλει το κεφάλι του ζώου στην περιοχή ανάμεσα στα μάτια και στα αφτιά. Ωστόσο ο αρουραίος μπορεί να βλέπει μπροστά μέσω μιας οπής που βρίσκεται στο μέσον της συσκευής.

Με δεδομένο ότι ο τομογράφος ζυγίζει περί τα 250 γραμμάρια, βάρος μεγάλο για να μπορεί να το σηκώσει ένας αρουραίος, οι ερευνητές τον έχουν εξοπλίσει με ένα αντίβαρο το οποίο επιτρέπει στο ζώο να κινείται. «Το ζώο δεν αισθάνεται το βάρος της συσκευής, αντιλαμβάνεται όμως έναν βαθμό αδράνειας ενόσω κινείται» αναφέρει ο επικεφαλής της μελέτης Πολ Βάσκα.

Αποκάλυψη τώρα …μυστικών του εγκεφάλου 
Προκειμένου να δείξουν τις δυνατότητες της συσκευής οι ερευνητές μέτρησαν με τον νέο τομογράφο την πρόσληψη ντοπαμίνης, ενός νευροδιαβιβαστή ο οποίος έχει αποδειχθεί από παλαιότερα πειράματα ότι εμπλέκεται στην ευερεθιστότητα και στο σύστημα της ανταμοιβής. Τα πειράματα αυτά είχαν διεξαχθεί σε αρουραίους που υποβλήθηκαν σε PET αφού προηγουμένως τους είχε γίνει αναισθησία.

Τα πρώτα αποτελέσματα από το νέο πείραμα εξέπληξαν τους επιστήμονες. Καταρχάς εντοπίστηκαν επίπεδα ντοπαμίνης μικρότερα από τα αναμενόμενα με βάση προηγούμενες μελέτες στον εγκέφαλο των ζώων. Κατά δεύτερον ανιχνεύθηκε ντοπαμίνη στην παρεγκεφαλίδα, σε μια περιοχή του εγκεφάλου των αρουραίων η οποία δεν διαθέτει καν υποδοχείς για τον συγκεκριμένο νευροδιαβιβαστή.
Σύμφωνα με τον δρα Βάσκα τα πρώιμα αυτά πειράματα μαρτυρούν πόσα νευρολογικά μυστικά κρύβει ο εγκέφαλος τα οποία δεν είχαν γίνει αντιληπτά μέχρι σήμερα με τις συμβατικές τομογραφίες των πειραματοζώων. «Η καινούργια συσκευή μπορεί να μας δώσει καλύτερες πληροφορίες σχετικά με τον εγκέφαλο αφού τα ζώα δεν έχουν υποβληθεί σε αναισθησία. Παράλληλα μπορεί να παράσχει χρήσιμα στοιχεία για τη συμπεριφορά τους. Ετσι θα λάβουμε για πρώτη φορά συνδυασμό των πολύτιμων πληροφοριών». 
Πηγή