Ανακαλύφθηκαν σήματα στα κυκλώματα του εγκεφάλου που ρυθμίζουν την κατάθλιψη

Η κατανόηση και η θεραπεία της κατάθλιψης, μιας δυνητικά εξουθενωτικής ψυχικής πάθησης που επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, παραμένει προτεραιότητα μεταξύ των ερευνητών της νευροεπιστήμης. Η μείζων καταθλιπτική διαταραχή (ΜΚΔ), για παράδειγμα, επηρεάζει περίπου 33 εκατομμύρια ανθρώπους, ή περίπου το 5% του ενήλικου πληθυσμού του κόσμου.

Η ρύθμιση των συναισθημάτων είναι μια σημαντική λειτουργία του εγκεφάλου που βοηθά στην καταστολή των συναισθημάτων και της κατάθλιψης και θεωρείται προστατευτικός μηχανισμός στην Μείζονα Καταθλιπτική Διαταραχή (ΜΚΔ). Ωστόσο, οι νευροβιολογικοί μηχανισμοί που διέπουν τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος ρυθμίζει την κατάθλιψη παραμένουν ασαφείς.

Για να διερευνηθεί αυτό το ζήτημα, μια πρόσφατη μελέτη με επικεφαλής τους Satoko Amemori και Ken-ichi Amemori, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications, εξέτασε πώς συγκεκριμένα εγκεφαλικά κυκλώματα ρυθμίζουν τις συναισθηματικές αντιδράσεις, παρέχοντας νέες γνώσεις σχετικά με τη νευρωνική βάση της κατάθλιψης.

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στον ραχιοπλάγιο προμετωπιαίο φλοιό (dlPFC), ο οποίος είναι γνωστό εδώ και καιρό ότι παίζει ρόλο στη ρύθμιση των συναισθημάτων. Οι ερευνητές εξέτασαν πώς αλλάζει το σήμα dlPFC στην κατάθλιψη και διευκρίνισαν τον μηχανισμό με τον οποίο το dlPFC ρυθμίζει το δίκτυο του προσαγωγίου.

Η αποκάλυψη των νευρωνικών μηχανισμών που διέπουν την καταθλιπτική συμπεριφορά στα πρωτεύοντα θηλαστικά μπορεί να θέσει τα θεμέλια για την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων που στοχεύουν σε συγκεκριμένα εγκεφαλικά κυκλώματα.

Η μελέτη εξέτασε την λεγόμενη «επιρροή από πάνω προς τα κάτω» του dlPFC στο δίκτυο του προσαγωγίου-ραβδωτού συστήματος, η οποία σχετίζεται με την κατάθλιψη, στο πλαίσιο της συναισθηματικής ρύθμισης. Οι επιστήμονες εξέτασαν επίσης πώς αυτά τα κυκλώματα επηρεάζουν τη λήψη αποφάσεων και τις συναισθηματικές αντιδράσεις.

Χρησιμοποιώντας τεχνικές μικροδιέγερσης, οι ερευνητές τροποποίησαν τη νευρωνική δραστηριότητα στον υπογονατιαίο πρόσθιο φλοιό του προσαγωγίου (sgACC) σε πιθήκους ρέζους (Macaca mulatta) και μπόρεσαν πειραματικά να προκαλέσουν απαισιόδοξη λήψη αποφάσεων και καταθλιπτικές καταστάσεις.

Κατά τη διάρκεια αυτών των πειραμάτων διέγερσης, οι ερευνητές κατέγραψαν επίσης τα τοπικά δυναμικά πεδίου (LFP) για να αναλύσουν την επίδραση από πάνω προς τα κάτω του dlPFC στο δίκτυο του προσαγωγίου.

Διαπίστωσαν ότι η πειραματικά επαγόμενη απαισιόδοξη λήψη αποφάσεων συνοδεύτηκε από μειωμένη εισροή dlPFC από πάνω προς τα κάτω στις περιοχές του προσαγωγίου.

Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι η διαταραχή του σήματος από πάνω προς τα κάτω, από τη γνωστική λειτουργία στο συναίσθημα, μπορεί να οδηγήσει σε απαισιόδοξη λήψη αποφάσεων, η οποία αποτελεί χαρακτηριστικό γνώρισμα της Μείζονος Καταθλιπτικής Διαταραχής (ΜΚΔ).

Ένα από τα βασικά ευρήματα της μελέτης ήταν ο ρόλος των βήτα ταλαντώσεων στα κυκλώματα του μετωποραβδωτού σώματος. Οι βήτα ταλαντώσεις έχουν από καιρό συσχετιστεί με τον κινητικό έλεγχο και την προσοχή, και πιο πρόσφατα έχουν επίσης συνδεθεί με γνωστικές λειτουργίες όπως η μνήμη εργασίας.

Σε αυτή τη νέα μελέτη, η αποτελεσματική μικροδιέγερση του sgACC, η οποία προκαλεί καταθλιπτική κατάσταση, μείωσε το μέγεθος των βήτα ταλαντώσεων που κωδικοποιούν θετικές μεταβλητές που σχετίζονται με τη λήψη αποφάσεων.

Διέγερση: μικροδιέγερση, dlPFC: ραχιοπλάγιος προμετωπιαίος φλοιός, pACC: προγεννητικός πρόσθιος φλοιός του προσαγωγίου, sgACC: υπογεννητικός πρόσθιος φλοιός του προσαγωγίου.
Πηγή: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Αυτή η μείωση των ταλαντώσεων βήτα είναι σημαντική επειδή υποδηλώνει μια σύνδεση μεταξύ της δραστηριότητας sgACC και της αρνητικής προκατάληψης στη λήψη αποφάσεων, παρέχοντας έναν πιθανό μηχανισμό για το πώς ο εγκέφαλος επεξεργάζεται θετικές και αρνητικές τιμές.

Η μελέτη εξέτασε επίσης τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ περιοχών εντός του μετωπο-κοιλιακού ραβδωτού δικτύου. Εξετάζοντας παράγοντες όπως η συνοχή και η αιτιότητα Granger (ένα στατιστικό τεστ για να προσδιοριστεί εάν μια μεταβλητή μπορεί να περιγραφεί ουσιαστικά ως εξαρτημένη μεταβλητή), οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αποτελεσματική μικροδιέγερση του sgACC άλλαξε αυτές τις αλληλεπιδράσεις, αντανακλώντας τη συμμετοχή του δικτύου στη λήψη αποφάσεων.

Διαπίστωσαν ότι η «επιρροή από πάνω προς τα κάτω» του dlPFC στο δίκτυο του προσαγωγίου κωδικοποιήθηκε από τις ταλαντώσεις βήτα του LFP και η μειωμένη επιρροή από πάνω προς τα κάτω συσχετίστηκε με πειραματικά επαγόμενη κατάθλιψη.

Αυτά τα ευρήματα υπογραμμίζουν τον σημαντικό ρόλο αυτού του δικτύου στη ρύθμιση των συναισθημάτων και στη λήψη αποφάσεων, και πώς η δυσλειτουργία του μπορεί να οδηγήσει σε καταθλιπτική συμπεριφορά.

Αυτή η μελέτη παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για τη νευρωνική βάση της κατάθλιψης, υπογραμμίζοντας τον ρόλο συγκεκριμένων εγκεφαλικών κυκλωμάτων στη ρύθμιση των συναισθηματικών αντιδράσεων. Είναι σημαντικό ότι η μελέτη δημιούργησε ένα μοντέλο κατάθλιψης σε πρωτεύοντα θηλαστικά και έδειξε ότι τα μετωπο-προσαγωγό-ραβδωτά κυκλώματα εμπλέκονται στη ρύθμιση του μεταιχμιακού συστήματος μέσω βήτα ταλαντώσεων.

Είναι σημαντικό ότι οι ερευνητές μπόρεσαν να αποδείξουν ότι οι πίθηκοι εμφανίζουν καταθλιπτική συμπεριφορά απουσία αυτής της ρύθμισης. Αποκαλύπτοντας τους μηχανισμούς που διέπουν την καταθλιπτική συμπεριφορά στα πρωτεύοντα, η παρούσα μελέτη ανοίγει νέους δρόμους για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών θεραπειών για την Μείζονα Καταθλιπτική Διαταραχή (ΜΚΔ).