Signály po prúde nachádzajúce sa v mozgových okruhoch regulujúcich depresiu

Porozumenie a liečba depresie, potenciálne oslabujúceho duševného stavu, ktorý postihuje milióny ľudí na celom svete, zostáva prioritou medzi výskumníkmi v oblasti neurovedy. Napríklad závažná depresívna porucha (MDD) postihuje približne 33 miliónov ľudí, približne 5 % svetovej dospelej populácie.

Regulácia emócií je dôležitá funkcia mozgu, ktorá umožňuje potláčanie emócií a depresívnych stavov a je považovaná za jeden z ochranných mechanizmov pri MDD. Avšak neurobiologické mechanizmy, ktoré sú základom toho, ako mozog reguluje depresívne stavy, sú stále nejasné.

Na preskúmanie tohto problému nedávna štúdia uskutočnená Satoko Amemori a Ken-ichi Amemori a publikovaná v Nature Communications skúmala, ako špecifické mozgové okruhy regulujú emocionálne reakcie poskytovaním nových dôkaz na nervovom základe depresie.

V tejto štúdii sa vedci zamerali na dorzolaterálny prefrontálny kortex (dlPFC), ktorý je už dlho známy svojou úlohou pri regulácii emócií. Výskumníci skúmali, ako sa mení signál dlPFC pri depresii, a identifikovali mechanizmus, ktorým dlPFC reguluje cingulostriatálnu sieť.

Odhalenie nervových mechanizmov, ktoré sú základom depresívneho správania u primátov, môže položiť základy pre vývoj nových terapeutických prístupov zameraných na špecifické mozgové okruhy.

Štúdia skúmala takzvaný „vplyv zhora nadol“ dlPFC na cingulostriatálnu sieť súvisiacu s depresiou v kontexte emocionálnej regulácie. Vedci tiež skúmali, ako tieto obvody ovplyvňujú rozhodovanie a emocionálne reakcie.

Pomocou mikrostimulačných techník výskumníci upravili nervovú aktivitu subgenuálnej prednej cingulárnej kôry (sgACC) u opíc rhesus (Macaca mulatta) a boli schopní experimentálne vyvolať pesimistické rozhodovanie a depresívne stavy.

Počas týchto stimulačných experimentov výskumníci zaznamenali aj lokálne potenciály poľa (LFP), aby analyzovali vplyv dlPFC zhora nadol na cingulostriatálnu sieť.

Zistili, že experimentálne vyvolané pesimistické rozhodovanie bolo sprevádzané znížením vplyvu dlPFC zhora nadol na cingulostriatálne oblasti.

Toto zistenie naznačuje, že narušenie signálu zhora nadol od kognície po emócie môže viesť k pesimistickému rozhodovaniu, čo je charakteristická črta MDD.

Jedným z kľúčových zistení štúdie bola úloha beta oscilácií vo frontostriatálnych okruhoch. Beta oscilácie sa už dlho spájajú s motorickým ovládaním a pozornosťou a v poslednom čase sa spájajú aj s kognitívnymi funkciami, ako je pracovná pamäť.

V tejto novej štúdii účinná depresívna mikrostimulácia sgACC znížila veľkosť beta oscilácií kódujúcich pozitívne premenné spojené s rozhodovaním.

Stim: mikrostimulácia, dlPFC: dorzolaterálny prefrontálny kortex, pACC: pregenuálny predný cingulárny kortex, sgACC: subgenuálny predný cingulárny kortex.
Zdroj: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Tento pokles beta oscilácií je dôležitý, pretože naznačuje prepojenie medzi aktivitou sgACC a negatívnou zaujatosťou v rozhodovaní, čo poskytuje potenciálny mechanizmus na to, ako mozog spracováva pozitívne a negatívne hodnoty.

Štúdia tiež skúmala interakcie medzi regiónmi v rámci frontocingulo-striatálnej siete. Skúmaním faktorov, ako je koherencia a Grangerova kauzalita (štatistický test na určenie, či premennú možno zmysluplne opísať ako závislú premennú), výskumníci zistili, že účinná mikrostimulácia sgACC zmenila tieto interakcie, čo odráža zapojenie siete do rozhodovacieho procesu.

Zistili, že „vplyv zhora nadol“ dlPFC na cingulostriatálnu sieť bol kódovaný LFP beta osciláciou a zníženie vplyvu zhora nadol bolo spojené s experimentálne vyvolaným depresívnym stavom.

Tieto výsledky zdôrazňujú dôležitú úlohu tejto siete pri regulácii emócií a rozhodovaní a ako jej dysfunkcia môže viesť k depresívnemu správaniu.

Táto štúdia poskytuje cenný pohľad na nervový základ depresie, pričom zdôrazňuje úlohu špecifických mozgových okruhov pri regulácii emocionálnych reakcií. Dôležité je, že štúdia vytvorila model depresie primátov a ukázala, že frontocingulo-striatálne okruhy sa podieľajú na regulácii limbického systému prostredníctvom beta oscilácií.

Dôležité je, že vedci dokázali preukázať, že opice vykazujú depresívne správanie pri absencii tejto regulácie. Odhalením mechanizmov, ktoré sú základom depresívneho správania u primátov, tento výskum otvára nové cesty pre vývoj efektívnejších spôsobov liečby MDD.