Виявлено низхідні сигнали в мозкових ланцюгах, що регулюють депресію

Розуміння та лікування депресії, потенційно виснажливого психічного стану, який вражає мільйони людей у всьому світі, залишається пріоритетом серед дослідників-нейробіологів. Наприклад, великий депресивний розлад (ВДР) вражає близько 33 мільйонів людей, або близько 5% дорослого населення світу.

Регуляція емоцій – це важлива функція мозку, яка допомагає пригнічувати емоції та депресію, і вважається захисним механізмом при великому депресивному розладі. Однак нейробіологічні механізми, що лежать в основі того, як мозок регулює депресію, досі незрозумілі.

Щоб дослідити це питання, нещодавнє дослідження під керівництвом Сатоко Амеморі та Кен-Ічі Амеморі, опубліковане в журналі Nature Communications, досліджувало, як певні ланцюги мозку регулюють емоційні реакції, надаючи нове розуміння нейронної основи депресії.

У цьому дослідженні вчені зосередилися на дорсолатеральній префронтальній корі (dlPFC), яка, як давно відомо, відіграє певну роль у регуляції емоцій. Дослідники вивчили, як сигнал dlPFC змінюється при депресії, та з'ясували механізм, за допомогою якого dlPFC регулює цингулостріатальну мережу.

Розкриття нейронних механізмів, що лежать в основі депресивної поведінки у приматів, може закласти основу для розробки нових терапевтичних підходів, спрямованих на певні ланцюги мозку.

У дослідженні розглянуто так званий «вплив зверху вниз» длПФК на цингулостріатальну мережу, яка пов'язана з депресією, в контексті емоційної регуляції. Вчені також вивчили, як ці ланцюги впливають на прийняття рішень та емоційні реакції.

Використовуючи методи мікростимуляції, дослідники модифікували нейронну активність у субгенуальній передній поязовій корі (sgACC) у макак-резусів (Macaca mulatta) та змогли експериментально викликати песимістичний підхід до прийняття рішень та депресивні стани.

Під час цих експериментів зі стимуляції дослідники також записували потенціали локального поля (ЛПП), щоб проаналізувати вплив dlPFC зверху вниз на цингулостріатальну мережу.

Вони виявили, що експериментально індуковане песимістичне прийняття рішень супроводжувалося зниженням низхідного надходження dlPFC до цингулостріатальних ділянок.

Це відкриття свідчить про те, що порушення передачі сигналу "зверху вниз" від когнітивних функцій до емоцій може призвести до песимістичного прийняття рішень, що є характерною рисою великого депресивного розладу (ВДР).

Одним з ключових висновків дослідження була роль бета-коливань у фронтостріатальних ланцюгах. Бета-коливання вже давно пов'язані з руховим контролем та увагою, а останнім часом їх також пов'язують з когнітивними функціями, такими як робоча пам'ять.

У цьому новому дослідженні ефективна мікростимуляція sgACC, яка викликає депресивний стан, зменшила величину бета-коливань, що кодують позитивні змінні, пов'язані з прийняттям рішень.

Стим: мікростимуляція, dlPFC: дорсолатеральна префронтальна кора, pACC: прегенуальна передня поязична кора, sgACC: субгенуальна передня поязична кора.
Джерело: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Це зниження бета-коливань є важливим, оскільки воно вказує на зв'язок між активністю sgACC та негативним упередженням у прийнятті рішень, що забезпечує потенційний механізм того, як мозок обробляє позитивні та негативні значення.

У дослідженні також розглядалися взаємодії між регіонами в межах фронто-цингулостріатальної мережі. Досліджуючи такі фактори, як когерентність та причинність за Грейнджером (статистичний тест для визначення того, чи можна змінну змістовно описати як залежну змінну), дослідники виявили, що ефективна мікростимуляція sgACC змінює ці взаємодії, відображаючи участь мережі в прийнятті рішень.

Вони виявили, що "вплив зверху вниз" dlPFC на цингулостріатальну мережу кодується бета-коливаннями LFP, а знижений вплив зверху вниз пов'язаний з експериментально індукованою депресією.

Ці висновки підкреслюють важливу роль цієї мережі в регуляції емоцій та прийнятті рішень, а також те, як її дисфункція може призвести до депресивної поведінки.

Це дослідження надає цінну інформацію про нейронні основи депресії, підкреслюючи роль певних ланцюгів мозку в регуляції емоційних реакцій. Важливо, що в результаті дослідження було створено модель депресії на приматах і показано, що фронто-цингуло-стріатальні ланцюги беруть участь у регуляції лімбічної системи через бета-коливання.

Важливо, що дослідникам вдалося продемонструвати, що мавпи демонструють депресивну поведінку за відсутності цієї регуляції. Розкриваючи механізми, що лежать в основі депресивної поведінки у приматів, це дослідження відкриває нові шляхи для розробки більш ефективних методів лікування великого депресивного розладу (ВДР).