Serotonineniveaus kunnen worden gedetecteerd en gemeten met een innovatief apparaat genaamd WINCS

Onderzoekers van de Mayo Clinic zijn tot de conclusie gekomen dat een Wireless Instantaneous Neurotransmitter Concentration System (WINCS) door middel van diepe hersenstimulatie serotonineniveaus in de hersenen kan detecteren en meten. De bevindingen suggereren dat dergelijke metingen van serotonine in de toekomst kunnen helpen bij het vaststellen van een therapeutisch mechanisme van diepe hersenstimulatie voor psychiatrische aandoeningen. Deze studie werd gepubliceerd in het septembernummer 2010 van het Journal of Neurosurgery.

Serotonine is een neurotransmitter in de hersenen waarvan wordt gedacht dat het een sleutelrol speelt bij het beheersen van depressie, de tweede meest invaliderende aandoening in de ontwikkelde wereld, met een lifetime prevalentie in de Verenigde Staten van 17%. Met behulp van diepe hersenstimulatie kunnen neurochirurgen patiënten helpen met essentiële tremor, de ziekte van Parkinson, bewegingsstoornissen, en nu, op basis van deze studie, psychiatrische stoornissen.

“In een eerdere studie hebben we, om het mechanisme van diepe hersenstimulatie beter te begrijpen, WINCS gemaakt, een nieuw apparaat dat met succes neurotransmitterniveaus als dopamine en noradrenaline per seconde meet,” aldus Kendall Lee, neurochirurg aan de Mayo Clinic. “In dit experiment wilden we proberen om serotonine te meten, wat erg belangrijk is in het mechanisme van depressie en de behandeling ervan. Deze studie toont aan dat WINCS serotonine kan meten met een technologie genaamd fast-scan cyclische voltammetrie, wat een elektrochemische methode is om serotonine in real time te kunnen meten in de levende hersenen,” voegde Kendall eraan toe.

Onderzoekers werkten samen met de afdeling Engineering van de Mayo Clinic en Paul Garris, van de Illinois State University, die hielp bij het ontwerpen en testen van het WINCS-apparaat. “We waren in staat om de laboratoriummethode van neurotransmitterdetectie te nemen en een geminiaturiseerd, draadloos, computergestuurd apparaat te maken waarmee de detectie in real time kon plaatsvinden,” zegt Kevin Bennet, voorzitter van de divisie Engineering van de Mayo Clinic. “We namen de techniek van fast-scan cyclische voltammetrie, creëerden realtime controle en rapportage, en zetten het om in iets dat bij dieren en mensen kan worden gebruikt.”

“Met behulp van dit apparaat kunnen we nu real-time serotoninemetingen doen, dus we hebben goede hoop dat we in de nabije toekomst WINCS kunnen gebruiken om serotonine in de menselijke hersenen te meten,” zei Lee “Wat belangrijk is, is dat als we serotonine kunnen meten, we het misschien kunnen moduleren. Dit opent de deur voor nog meer opwindende gebieden van de geneeskunde. By having technology such as WINCS, rather than just diagnosing or measuring neurotransmitters, you can use this as a therapeutic tool to more precisely regulate brain neurotransmitter levels.”