Serotoninnivåer kan upptäckas och mätas med hjälp av en innovativ anordning kallad WINCS

Forskare från Mayo Clinic har kommit fram till att ett trådlöst system för omedelbar koncentration av neurotransmittorer (Wireless Instantaneous Neurotransmitter Concentration System, WINCS) med hjälp av djupstimulering i hjärnan kan upptäcka och mäta serotoninnivåer i hjärnan. Resultaten tyder på att sådana mätningar av serotonin i framtiden kan bidra till att etablera en terapeutisk mekanism för djup hjärnstimulering för psykiatriska sjukdomar. Studien publicerades i septembernumret 2010 av Journal of Neurosurgery.

Serotonin är en neurotransmittor i hjärnan som tros spela en nyckelroll i kontrollen av depression, den näst mest handikappande sjukdomen i den utvecklade världen, med en livstidsprevalens i USA på 17 %. Med hjälp av djup hjärnstimulering kan neurokirurger hjälpa patienter med essentiell tremor, Parkinsons sjukdom, rörelsestörningar och nu, baserat på denna studie, psykiatriska störningar.

”I en tidigare studie, för att bättre förstå mekanismen för djup hjärnstimulering, skapade vi WINCS, en ny anordning som framgångsrikt mätte sådana neurotransmittornivåer som dopamin och noradrenalin sekund för sekund”, säger Kendall Lee, neurokirurg vid Mayo Clinic. ”I det här experimentet ville vi försöka mäta serotonin, som är mycket viktigt i mekanismen för depression och dess behandling. Den här studien visar att WINCS kan mäta serotonin med en teknik som kallas fast-scan cyklisk voltametri, vilket är en elektrokemisk metod för att kunna mäta serotonin i realtid i den levande hjärnan”, tillade Kendall.

Forskarna samarbetade med Mayo Clinics avdelning för teknik och Paul Garris, vid Illinois State University, som hjälpte till att utforma och testa WINCS-enheten. ”Vi kunde ta laboratoriemetoden för detektion av neurotransmittorer och skapa en miniatyriserad, trådlös, datorstyrd anordning som gjorde det möjligt att detektera i realtid”, säger Kevin Bennet, ordförande för Mayo Clinics avdelning för ingenjörsvetenskap. ”Vi tog tekniken för snabbskanning av cyklisk voltametri, skapade styrning och rapportering i realtid och omvandlade den till något som kan användas på djur och människor”.

”Med hjälp av den här apparaten kan vi nu göra serotoninmätningar i realtid, så vi hoppas att vi inom en snar framtid kan använda WINCS för att mäta serotonin i den mänskliga hjärnan”, säger Lee. ”Vad som är betydelsefullt är att om vi kan mäta serotonin kan vi kanske modulera det. Detta öppnar dörren för ännu mer spännande områden inom medicinen. 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.”