Objevení navazujících signálů v mozkových obvodech regulujících depresi

Pochopení a léčba deprese, potenciálně oslabujícího duševního onemocnění, které postihuje miliony lidí na celém světě, zůstává prioritou neurovědeckých výzkumníků. Například těžká depresivní porucha (MDD) postihuje přibližně 33 milionů lidí, což je asi 5 % světové dospělé populace.

Regulace emocí je důležitá mozková funkce, která pomáhá potlačovat emoce a depresi a je považována za ochranný mechanismus u velké depresivní poruchy. Neurobiologické mechanismy, které jsou základem toho, jak mozek depresi reguluje, však stále nejsou jasné.

Aby se tato problematika prozkoumala, nedávná studie vedená Satoko Amemori a Ken-ichi Amemori a publikovaná v časopise Nature Communications zkoumala, jak specifické mozkové okruhy regulují emoční reakce, a poskytla tak nové poznatky o nervovém základu deprese.

V této studii se vědci zaměřili na dorsolaterální prefrontální kortex (dlPFC), o kterém je již dlouho známo, že hraje roli v regulaci emocí. Vědci zkoumali, jak se signál dlPFC mění při depresi, a objasnili mechanismus, kterým dlPFC reguluje cingulostriatální síť.

Odhalení nervových mechanismů, které jsou základem depresivního chování u primátů, by mohlo položit základy pro vývoj nových terapeutických přístupů zaměřených na specifické mozkové okruhy.

Studie zkoumala tzv. „shora dolů působící vliv“ dlPFC na cingulostriatální síť, která je spojena s depresí, v kontextu emoční regulace. Vědci také zkoumali, jak tyto okruhy ovlivňují rozhodování a emoční reakce.

Pomocí mikrostimulačních technik vědci modifikovali nervovou aktivitu v subgenuální přední cingulární kůře (sgACC) u makaků rhesus (Macaca mulatta) a byli schopni experimentálně vyvolat pesimistické rozhodování a depresivní stavy.

Během těchto stimulačních experimentů vědci také zaznamenávali lokální polní potenciály (LFP), aby analyzovali vliv dlPFC shora dolů na cingulostriatální síť.

Zjistili, že experimentálně vyvolané pesimistické rozhodování bylo doprovázeno sníženým vstupem dlPFC shora dolů do cingulostriatálních oblastí.

Toto zjištění naznačuje, že narušení signálu shora dolů od kognitivních funkcí k emocím může vést k pesimistickému rozhodování, což je charakteristický rys MDD.

Jedním z klíčových zjištění studie byla role beta oscilací ve frontostriatálních okruzích. Beta oscilace jsou již dlouho spojovány s motorickou kontrolou a pozorností a v poslední době jsou spojovány také s kognitivními funkcemi, jako je pracovní paměť.

V této nové studii účinná mikrostimulace sgACC, která vyvolává depresivní stav, snížila velikost beta oscilací kódujících pozitivní proměnné související s rozhodováním.

Stim: mikrostimulace, dlPFC: dorsolaterální prefrontální kortex, pACC: pregenulární přední cingulární kortex, sgACC: subgenulární přední cingulární kortex.
Zdroj: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Toto snížení beta oscilací je důležité, protože naznačuje souvislost mezi aktivitou sgACC a negativním zkreslením v rozhodování, což poskytuje potenciální mechanismus pro to, jak mozek zpracovává pozitivní a negativní hodnoty.

Studie také zkoumala interakce mezi oblastmi v rámci fronto-cingulostriatální sítě. Zkoumáním faktorů, jako je koherence a Grangerova kauzalita (statistický test k určení, zda lze proměnnou smysluplně popsat jako závislou proměnnou), vědci zjistili, že efektivní mikrostimulace sgACC tyto interakce změnila, což odráží zapojení sítě do rozhodování.

Zjistili, že „shora-dolu vliv“ dlPFC na cingulostriatální síť byl kódován beta oscilacemi LFP a snížený shora-dolu vliv byl spojen s experimentálně indukovanou depresí.

Tato zjištění zdůrazňují důležitou roli této sítě v regulaci emocí a rozhodování a to, jak může její dysfunkce vést k depresivnímu chování.

Tato studie poskytuje cenné poznatky o nervovém základu deprese a zdůrazňuje roli specifických mozkových okruhů v regulaci emočních reakcí. Důležité je, že studie vytvořila model deprese u primátů a ukázala, že fronto-cingulo-striatální okruhy se podílejí na regulaci limbického systému prostřednictvím beta oscilací.

Důležité je, že vědci dokázali prokázat, že opice vykazují depresivní chování i bez této regulace. Odhalením mechanismů, které jsou základem depresivního chování u primátů, tato studie otevírá nové cesty k vývoji účinnějších léčebných postupů pro velkou depresivní poruchu (MDD).