Atklāti pakārtotie signāli smadzeņu ķēdēs, kas regulē depresiju

Depresijas, potenciāli novājinošas garīgās veselības problēmas, kas skar miljoniem cilvēku visā pasaulē, izpratne un ārstēšana joprojām ir neirozinātņu pētnieku prioritāte. Piemēram, smaga depresijas slimība (MDD) skar aptuveni 33 miljonus cilvēku jeb aptuveni 5% no pasaules pieaugušo iedzīvotāju skaita.

Emociju regulācija ir svarīga smadzeņu funkcija, kas palīdz nomākt emocijas un depresiju, un tiek uzskatīts, ka tā ir aizsargmehānisms depresīvās depresijas gadījumā. Tomēr neirobioloģiskie mehānismi, kas ir pamatā tam, kā smadzenes regulē depresiju, joprojām nav skaidri.

Lai izpētītu šo jautājumu, nesen veiktā pētījumā, ko vadīja Satoko Amemori un Ken-ichi Amemori un kas publicēts žurnālā Nature Communications, tika pētīts, kā specifiskas smadzeņu ķēdes regulē emocionālās reakcijas, sniedzot jaunu ieskatu depresijas neironālajā pamatā.

Šajā pētījumā pētnieki koncentrējās uz dorsolaterālo prefrontālo garozu (dlPFC), par kuras lomu emociju regulēšanā jau sen ir zināms. Pētnieki pētīja, kā dlPFC signāls mainās depresijas gadījumā, un noskaidroja mehānismu, ar kuru dlPFC regulē cingulostriatālo tīklu.

Atklājot primātu depresīvās uzvedības pamatā esošos neironu mehānismus, var rasties pamats jaunu terapeitisku pieeju izstrādei, kas vērstas uz specifiskām smadzeņu ķēdēm.

Pētījumā tika pētīta tā sauktā dlPFC "no augšas uz leju" ietekme uz cingulostriatālo tīklu, kas ir saistīta ar depresiju, emocionālās regulācijas kontekstā. Zinātnieki arī pētīja, kā šīs ķēdes ietekmē lēmumu pieņemšanu un emocionālās reakcijas.

Izmantojot mikrostimulācijas metodes, pētnieki modificēja neironu aktivitāti subgenual anterior cingulary cortex (sgACC) rēzus pērtiķiem (Macaca mulatta) un spēja eksperimentāli izraisīt pesimistisku lēmumu pieņemšanu un depresīvus stāvokļus.

Šo stimulācijas eksperimentu laikā pētnieki arī reģistrēja lokālos lauka potenciālus (LFP), lai analizētu dlPFC ietekmi no augšas uz leju uz cingulostriatāla tīklu.

Viņi atklāja, ka eksperimentāli izraisīta pesimistiska lēmumu pieņemšana bija saistīta ar samazinātu dlPFC ievadi no augšas uz leju cingulostriatāla reģionos.

Šis atklājums liecina, ka no augšas uz leju vērstā signāla traucējumi no kognitīvās spējas uz emocijām var izraisīt pesimistisku lēmumu pieņemšanu, kas ir raksturīga MDD iezīme.

Viens no pētījuma galvenajiem atklājumiem bija beta svārstību loma frontostriatālajās ķēdēs. Beta svārstības jau sen ir saistītas ar motoro kontroli un uzmanību, un pēdējā laikā tās ir saistītas arī ar kognitīvajām funkcijām, piemēram, darba atmiņu.

Šajā jaunajā pētījumā efektīva sgACC mikrostimulācija, kas izraisa depresīvu stāvokli, samazināja beta svārstību lielumu, kas kodē pozitīvos mainīgos, kas saistīti ar lēmumu pieņemšanu.

Stimulācija: mikrostimulācija, dlPFC: dorsolaterālā prefrontālā garoza, pACC: pregenuālā priekšējā cingulārā garoza, sgACC: subgenuālā priekšējā cingulārā garoza.
Avots: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Šis beta svārstību samazinājums ir svarīgs, jo tas liecina par saikni starp sgACC aktivitāti un negatīvisma aizspriedumiem lēmumu pieņemšanā, nodrošinot potenciālu mehānismu tam, kā smadzenes apstrādā pozitīvas un negatīvas vērtības.

Pētījumā tika pētīta arī mijiedarbība starp reģioniem fronto-cingulostriatālā tīklā. Izpētot tādus faktorus kā koherence un Grangera cēloņsakarība (statistisks tests, lai noteiktu, vai mainīgo var jēgpilni raksturot kā atkarīgo mainīgo), pētnieki atklāja, ka efektīva sgACC mikrostimulācija mainīja šo mijiedarbību, atspoguļojot tīkla iesaistīšanos lēmumu pieņemšanā.

Viņi atklāja, ka dlPFC "no augšas uz leju" vērstā ietekme uz cingulostriatāla tīklu tika kodēta ar LFP beta svārstībām, un samazināta no augšas uz leju vērstā ietekme bija saistīta ar eksperimentāli izraisītu depresiju.

Šie atklājumi izceļ šī tīkla svarīgo lomu emociju regulēšanā un lēmumu pieņemšanā, kā arī to, kā tā disfunkcija var izraisīt depresīvu uzvedību.

Šis pētījums sniedz vērtīgu ieskatu depresijas neironālajā pamatā, izceļot specifisku smadzeņu ķēžu lomu emocionālo reakciju regulēšanā. Svarīgi ir tas, ka pētījumā tika izveidots primātu depresijas modelis un parādīts, ka frontocingulo-striatālās ķēdes ir iesaistītas limbiskās sistēmas regulēšanā, izmantojot beta svārstības.

Svarīgi ir tas, ka pētnieki spēja pierādīt, ka pērtiķiem depresija izpaužas arī bez šīs regulācijas. Atklājot mehānismus, kas ir primātu depresīvās uzvedības pamatā, šis pētījums paver jaunas iespējas efektīvāku depresijas ārstēšanas metožu izstrādei.