Обнаружены нисходящие сигналы в мозговых цепях, регулирующих депрессию

Понимание и лечение депрессии, потенциально изнурительного психического состояния, которое затрагивает миллионы людей по всему миру, остается приоритетной задачей среди исследователей в области нейронауки. Например, большое депрессивное расстройство (БДР) затрагивает около 33 миллионов человек, что составляет примерно 5% взрослого населения мира.

Регуляция эмоций — важная функция мозга, позволяющая подавлять эмоции и депрессивные состояния, и считается одним из механизмов защиты при БДР. Однако нейробиологические механизмы, лежащие в основе того, как мозг регулирует депрессивные состояния, до сих пор не ясны.

Для изучения этой проблемы недавнее исследование, проведенное Сатоко Амемори и Кен-ичи Амемори и опубликованное в журнале Nature Communications, исследовало, как конкретные мозговые цепи регулируют эмоциональные реакции, предоставляя новые данные о нейронной основе депрессии.

В этом исследовании ученые сосредоточились на дорсолатеральной префронтальной коре (dlPFC), которая давно известна своей ролью в регуляции эмоций. Исследователи изучили, как изменяется сигнал dlPFC в депрессивном состоянии, и выяснили механизм, с помощью которого dlPFC регулирует цингуло-стриатальную сеть.

Раскрытие нейронных механизмов, лежащих в основе депрессивного поведения у приматов, может заложить основу для разработки новых терапевтических подходов, нацеленных на конкретные мозговые цепи.

Исследование изучило так называемое "влияние сверху вниз" dlPFC на цингуло-стриатальную сеть, связанную с депрессией, в контексте эмоциональной регуляции. Ученые также исследовали, как эти цепи влияют на принятие решений и эмоциональные реакции.

Используя методы микростимуляции, исследователи модифицировали нейронную активность подгенуальной передней поясной коры (sgACC) у макак-резусов (Macaca mulatta) и смогли экспериментально вызвать пессимистичное принятие решений и депрессивные состояния.

Во время этих экспериментов со стимуляцией исследователи также записывали локальные полевые потенциалы (LFPs) для анализа влияния сверху вниз dlPFC на цингуло-стриатальную сеть.

Они обнаружили, что экспериментально вызванное пессимистичное принятие решений сопровождалось уменьшением влияния сверху вниз dlPFC на цингуло-стриатальные области.

Этот вывод предполагает, что нарушение сигнала сверху вниз от когниции к эмоциям может привести к пессимистичному принятию решений, что является характерной чертой БДР.

Одним из ключевых открытий исследования была роль бета-осцилляций в фронто-стриатальных цепях. Бета-осцилляции долгое время ассоциировались с моторным контролем и вниманием, а в последнее время их также связывают с когнитивными функциями, такими как рабочая память.

В этом новом исследовании эффективная микростимуляция sgACC, приводящая к депрессивному состоянию, уменьшала величину бета-осцилляций, кодирующих положительные переменные, связанные с принятием решений.

Stim: микростимуляция, dlPFC: дорсолатеральная префронтальная кора, pACC: прегенуальная передняя поясная кора, sgACC: субгенуальная передняя поясная кора.
Источник: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Это уменьшение бета-осцилляций важно, поскольку оно указывает на связь между активностью sgACC и негативным уклоном в принятии решений, предоставляя потенциальный механизм того, как мозг обрабатывает положительные и отрицательные значения.

Исследование также изучало взаимодействия между областями в пределах фронто-цингуло-стриатальной сети. Исследуя такие факторы, как когерентность и причинность Гранжера (статистический тест для определения, может ли переменная быть значимо описана как зависимая переменная), исследователи обнаружили, что эффективная микростимуляция sgACC изменила эти взаимодействия, что отражает участие сети в процессе принятия решений.

Они выяснили, что "влияние сверху вниз" dlPFC на цингуло-стриатальную сеть кодировалось бета-осцилляцией LFP, и уменьшение влияния сверху вниз было связано с экспериментально вызванным депрессивным состоянием.

Эти результаты подчеркивают важную роль этой сети в регуляции эмоций и принятии решений, а также то, как ее дисфункция может привести к депрессивному поведению.

Это исследование предоставляет ценные данные о нейронной основе депрессии, подчеркивая роль конкретных мозговых цепей в регуляции эмоциональных реакций. Важно отметить, что исследование создало модель депрессии у приматов и показало, что фронто-цингуло-стриатальные цепи участвуют в регуляции лимбической системы через бета-осцилляции.

Важно, что исследователи смогли продемонстрировать, что обезьяны проявляют депрессивное поведение при отсутствии этой регуляции. Раскрывая механизмы, лежащие в основе депрессивного поведения у приматов, это исследование открывает новые пути для разработки более эффективных методов лечения БДР.