Odkriti signali v možganskih vezjih, ki uravnavajo depresijo

Razumevanje in zdravljenje depresije, potencialno izčrpavajočega duševnega stanja, ki prizadene milijone ljudi po vsem svetu, ostaja prednostna naloga raziskovalcev nevroznanosti. Velika depresivna motnja (MDD) na primer prizadene približno 33 milijonov ljudi oziroma približno 5 % odraslega svetovnega prebivalstva.

Regulacija čustev je pomembna možganska funkcija, ki pomaga zatirati čustva in depresijo, in velja za zaščitni mehanizem pri veliki depresivni motnji. Vendar pa nevrobiološki mehanizmi, na katerih temelji uravnavanje depresije v možganih, še vedno niso jasni.

Da bi raziskali to vprašanje, je nedavna študija, ki sta jo vodila Satoko Amemori in Ken-ichi Amemori ter je bila objavljena v reviji Nature Communications, preučila, kako specifična možganska vezja uravnavajo čustvene odzive, in ponudila nov vpogled v nevronsko osnovo depresije.

V tej študiji so se raziskovalci osredotočili na dorzolateralni prefrontalni korteks (dlPFC), za katerega je že dolgo znano, da ima vlogo pri uravnavanju čustev. Raziskovalci so preučili, kako se signal dlPFC spreminja pri depresiji, in pojasnili mehanizem, s katerim dlPFC uravnava cingulostriatalno mrežo.

Odkrivanje nevronskih mehanizmov, ki so podlaga za depresivno vedenje pri primatih, bi lahko postavilo temelje za razvoj novih terapevtskih pristopov, ki ciljajo na specifična možganska vezja.

Študija je preučevala tako imenovani "vpliv od zgoraj navzdol" dlPFC na cingulostriatno omrežje, ki je povezano z depresijo, v kontekstu čustvene regulacije. Znanstveniki so preučili tudi, kako ta vezja vplivajo na odločanje in čustvene odzive.

Z uporabo tehnik mikrostimulacije so raziskovalci spremenili nevronsko aktivnost v subgenualni anteriorni cingularni skorji (sgACC) pri rezus opicah (Macaca mulatta) in jim eksperimentalno uspelo sprožiti pesimistično odločanje in depresivna stanja.

Med temi stimulacijskimi poskusi so raziskovalci zabeležili tudi lokalne poljske potenciale (LFP), da bi analizirali vpliv dlPFC od zgoraj navzdol na cingulostriatno omrežje.

Ugotovili so, da eksperimentalno inducirano pesimistično odločanje spremlja zmanjšan vnos dlPFC od zgoraj navzdol v cingulostriatalne regije.

Ta ugotovitev kaže, da lahko motnja signala od zgoraj navzdol od kognicije do čustev vodi do pesimističnega odločanja, kar je značilnost velike depresivne motnje.

Ena ključnih ugotovitev študije je bila vloga beta oscilacij v frontostriatalnih vezjih. Beta oscilacije so že dolgo povezane z motoričnim nadzorom in pozornostjo, v zadnjem času pa tudi s kognitivnimi funkcijami, kot je delovni spomin.

V tej novi študiji je učinkovita mikrostimulacija sgACC, ki povzroča depresivno stanje, zmanjšala magnitudo beta oscilacij, ki kodirajo pozitivne spremenljivke, povezane z odločanjem.

Stim: mikrostimulacija, dlPFC: dorzolateralni prefrontalni korteks, pACC: pregenualni anteriorski cingulatni korteks, sgACC: subgenualni anteriorski cingulatni korteks.
Vir: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

To zmanjšanje beta nihanj je pomembno, ker nakazuje povezavo med aktivnostjo sgACC in negativno pristranskostjo pri odločanju, kar zagotavlja potencialni mehanizem za to, kako možgani obdelujejo pozitivne in negativne vrednosti.

Študija je preučila tudi interakcije med regijami znotraj fronto-cingulostriatalne mreže. Z analizo dejavnikov, kot sta koherenca in Grangerjeva vzročnost (statistični test za ugotavljanje, ali je spremenljivko mogoče smiselno opisati kot odvisno spremenljivko), so raziskovalci ugotovili, da učinkovita mikrostimulacija sgACC spreminja te interakcije, kar odraža vključenost mreže v odločanje.

Ugotovili so, da je vpliv dlPFC od zgoraj navzdol na cingulostriatno mrežo kodiran z beta oscilacijami LFP, zmanjšan vpliv od zgoraj navzdol pa je povezan z eksperimentalno inducirano depresijo.

Te ugotovitve poudarjajo pomembno vlogo tega omrežja pri uravnavanju čustev in odločanju ter kako lahko njegova disfunkcija vodi do depresivnega vedenja.

Ta študija ponuja dragocen vpogled v nevronsko osnovo depresije in poudarja vlogo specifičnih možganskih vezij pri uravnavanju čustvenih odzivov. Pomembno je, da je študija ustvarila model depresije na primatih in pokazala, da so fronto-cingulo-striatalna vezja vključena v uravnavanje limbičnega sistema prek beta oscilacij.

Pomembno je, da so raziskovalci lahko dokazali, da opice kažejo depresivno vedenje tudi v odsotnosti te regulacije. Z odkrivanjem mehanizmov, ki so podlaga za depresivno vedenje pri primatih, ta študija odpira nove možnosti za razvoj učinkovitejših zdravljenj za veliko depresivno motnjo.