Stroomafwaartse signalen gevonden in hersencircuits die depressie reguleren

Het begrijpen en behandelen van depressie, een potentieel slopende mentale aandoening die miljoenen mensen over de hele wereld treft, blijft een prioriteit onder neurowetenschappelijke onderzoekers. Een depressieve stoornis (MDD) treft bijvoorbeeld ongeveer 33 miljoen mensen, ongeveer 5% van de volwassen wereldbevolking.

Emotieregulatie is een belangrijke hersenfunctie die de onderdrukking van emoties en depressieve toestanden mogelijk maakt, en wordt beschouwd als een van de beschermende mechanismen bij MDD. De neurobiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan de manier waarop de hersenen depressieve toestanden reguleren, zijn echter nog steeds onduidelijk.

Om dit probleem te onderzoeken, werd in een recent onderzoek uitgevoerd door Satoko Amemori en Ken-ichi Amemori en gepubliceerd in Nature Communications onderzocht hoe specifieke hersencircuits emotionele reacties reguleren door nieuwe bewijsmateriaal over de neurale basis van depressie.

In deze studie concentreerden de onderzoekers zich op de dorsolaterale prefrontale cortex (dlPFC), die al lang bekend staat om zijn rol bij emotieregulatie. De onderzoekers onderzochten hoe dlPFC-signaalveranderingen optreden bij depressie en identificeerden het mechanisme waarmee dlPFC het cingulostriatale netwerk reguleert.

Het ontrafelen van de neurale mechanismen die ten grondslag liggen aan depressief gedrag bij primaten kan de basis leggen voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische benaderingen die zich richten op specifieke hersencircuits.

De studie onderzocht de zogenaamde “top-down invloed” van de dlPFC op het depressiegerelateerde cingulostriatale netwerk in de context van emotionele regulatie. Wetenschappers hebben ook onderzocht hoe deze circuits de besluitvorming en emotionele reacties beïnvloeden.

Met behulp van microstimulatietechnieken hebben onderzoekers de neurale activiteit van de subgenuale anterieure cingulaire cortex (sgACC) bij resusapen (Macaca mulatta) aangepast en waren ze in staat experimenteel pessimistische besluitvorming en depressieve toestanden te veroorzaken.

Tijdens deze stimulatie-experimenten registreerden de onderzoekers ook lokale veldpotentialen (LFP's) om de top-down invloed van de dlPFC op het cingulostriatale netwerk te analyseren.

Ze ontdekten dat experimenteel geïnduceerde pessimistische besluitvorming gepaard ging met een afname van de top-down invloed van de dlPFC op de cingulostriatale regio's.

Deze bevinding suggereert dat verstoring van het top-down signaal van cognitie naar emotie kan leiden tot pessimistische besluitvorming, wat een karakteristiek kenmerk is van MDD.

Een van de belangrijkste bevindingen van het onderzoek was de rol van bèta-oscillaties in frontostriatale circuits. Bèta-oscillaties worden al lang in verband gebracht met motorische controle en aandacht, en recentelijk zijn ze ook in verband gebracht met cognitieve functies zoals werkgeheugen.

In dit nieuwe onderzoek verminderde effectieve depressieve microstimulatie van de sgACC de omvang van bèta-oscillaties die coderen voor positieve variabelen die verband houden met besluitvorming.

Stim: microstimulatie, dlPFC: dorsolaterale prefrontale cortex, pACC: pregenual anterior cingulate cortex, sgACC: subgenual anterior cingulate cortex.
Bron: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Deze afname van bèta-oscillaties is belangrijk omdat het een verband aangeeft tussen sgACC-activiteit en negativiteitsbias in de besluitvorming, waardoor een potentieel mechanisme wordt geboden voor de manier waarop de hersenen positieve en negatieve waarden verwerken.

De studie onderzocht ook de interacties tussen regio's binnen het frontocingulo-striatale netwerk. Door factoren als coherentie en Granger-causaliteit te onderzoeken (een statistische test om te bepalen of een variabele op zinvolle wijze kan worden beschreven als een afhankelijke variabele), ontdekten de onderzoekers dat effectieve sgACC-microstimulatie deze interacties veranderde, wat de betrokkenheid van het netwerk bij het besluitvormingsproces weerspiegelt. /p>

Ze ontdekten dat de “top-down invloed” van de dlPFC op het cingulostriatale netwerk werd gecodeerd door LFP-bèta-oscillatie, en dat een afname van de top-down invloed geassocieerd was met een experimenteel geïnduceerde depressieve toestand.

Deze resultaten benadrukken de belangrijke rol van dit netwerk bij emotieregulatie en besluitvorming, en hoe het disfunctioneren ervan kan leiden tot depressief gedrag.

Deze studie biedt waardevol inzicht in de neurale basis van depressie, waarbij de rol van specifieke hersencircuits bij het reguleren van emotionele reacties wordt benadrukt. Belangrijk is dat uit het onderzoek een primatenmodel voor depressie is voortgekomen en is gebleken dat frontocingulo-striatale circuits betrokken zijn bij het reguleren van het limbisch systeem via bèta-oscillaties.

Belangrijk is dat de onderzoekers konden aantonen dat apen depressief gedrag vertonen als deze regulering ontbreekt. Door de mechanismen bloot te leggen die ten grondslag liggen aan depressief gedrag bij primaten, opent dit onderzoek nieuwe wegen voor het ontwikkelen van effectievere behandelingen voor MDD.