Minskad dopaminsignalering påverkar hjärnans kommunikationsbanor

När vi åldras genomgår våra hjärnor en rad förändringar i både dess struktur och funktion. För att identifiera förändringar som potentiellt kan medföra negativa effekter för centrala kognitiva funktioner, så som minne och uppmärksamhet, är det viktigt att förstå hur olika hjärnområden kommunicerar med varandra.

Alireza Salami. Foto: Mattias Pettersson

Hjärnan består av en komplex väv av neurala kopplingar, där flödet av neural kommunikation, synapser, mellan olika hjärnområden utgör så kallade funktionella nätverk. Olika funktionella nätverk är mer eller mindre specialiserade för olika funktioner. Att bevara effektiv kommunikation inom och mellan hjärnans funktionella nätverk i åldrande kan därför vara av vikt för kognitiva förmågor i högre ålder.

För två år sedan skrev vi om forskningsprojektet DyNAMiC i Äldre i Centrum nummer 4, 2021. Namnet kommer från engelskans dopamine, age, connectome, cognition. I projektet avser forskare vid Umeå universitet och Aging research center vid Karolinska institutet att förstå hur förändringar i hjärnans funktionella nätverk påverkar åldersrelaterade förändringar i centrala kognitiva funktioner.

Deltagarna är mellan 20 och 80 år och blir undersökta i två omgångar inom ett spann av fyra år. Undersökningarna sker med hjälp av både magnetkamera och PET-kamera för att kartlägga olika aspekter av hjärnan, bland annat dess funktionella uppbyggnad och tillgängligheten av dopaminreceptorer. Projektet har nu gett upphov till en rad vetenskapliga publikationer. Alireza Salami är projektledare.

Robin Pedersen vid Umeå universitet presenterar i sin doktorsavhandling flera av projektets nyckelfynd. Ett centralt fynd är att åldrande leder till minskad effektivitet av kommunikationen mellan hjärnans funktionella nätverk. Specifikt skildrar dessa förändringar ökad kommunikation mellan områden med skilda funktioner, vilket tycks minska effektiviteten av kommunikation inom centrala nätverk för minne och uppmärksamhetsfunktioner.

Robin Pedersen. Foto: Frida Smids

Ett unikt fynd är att dessa förändringar tycks vara knutna till minskad dopaminsignalering. Dopamin, en signalsubstans som är känd för att spela en avgörande roll för belöning, nöje och motorisk funktion, verkar därför spela en roll i den åldrande hjärnans förmåga att reglera kommunikation mellan funktionella nätverk. Dopamin signalerar med hjälp av dopaminreceptorer som delas in två kategorier, simpelt kallade för D1- och D2-receptorer.

Högre tillgänglighet av D1-receptorer hos äldre individer blev associerade med en högre effektivitet och separation av funktionella nätverk, samt förbättrad arbetsminnesprestanda.

Vad betyder allt detta? Hjärnans förändringar i åldrande är obestridlig. Dessa förändringar är dock inte bara slumpmässiga händelser. De är djupt sammanflätade med kognitiva funktioner och själva kärnan i hur våra hjärnor är kopplade. Fyndet av dopamins roll för kommunikationen av hjärnans funktionella nätverk är dock en viktig ledtråd som antyder om potentiella vägar för framtida terapeutiska ingrepp.