Natuklasan ang mga downstream signal sa mga circuit ng utak na kumokontrol sa depression

Ang pag-unawa at paggamot sa depresyon, isang potensyal na nakakapanghinang kondisyon sa kalusugan ng isip na nakakaapekto sa milyun-milyong tao sa buong mundo, ay nananatiling priyoridad sa mga mananaliksik ng neuroscience. Ang pangunahing depressive disorder (MDD), halimbawa, ay nakakaapekto sa humigit-kumulang 33 milyong tao, o humigit-kumulang 5% ng populasyon ng nasa hustong gulang sa mundo.

Ang regulasyon ng emosyon ay isang mahalagang function ng utak na tumutulong sa pagsugpo sa mga emosyon at depresyon, at naisip na isang mekanismo ng proteksyon sa MDD. Gayunpaman, ang mga mekanismo ng neurobiological na pinagbabatayan kung paano kinokontrol ng utak ang depression ay hindi pa rin malinaw.

Upang galugarin ang isyung ito, isang kamakailang pag-aaral na pinamunuan nina Satoko Amemori at Ken-ichi Amemori at inilathala sa journal Nature Communications ay napagmasdan kung paano kinokontrol ng mga partikular na circuit ng utak ang mga emosyonal na tugon, na nagbibigay ng mga bagong pananaw sa neural na batayan ng depresyon.

Sa pag-aaral na ito, ang mga mananaliksik ay nakatuon sa dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC), na matagal nang kilala na may papel sa regulasyon ng emosyon. Sinuri ng mga mananaliksik kung paano nagbabago ang signal ng dlPFC sa depression at pinaliwanag ang mekanismo kung saan kinokontrol ng dlPFC ang cingulostriatal network.

Ang pagtuklas sa mga mekanismo ng neural na pinagbabatayan ng depressive na pag-uugali sa mga primata ay maaaring maglagay ng pundasyon para sa pagbuo ng mga bagong therapeutic approach na nagta-target ng mga partikular na circuit ng utak.

Sinuri ng pag-aaral ang tinatawag na "top-down na impluwensya" ng dlPFC sa cingulostriatal network, na nauugnay sa depression, sa konteksto ng emosyonal na regulasyon. Sinuri din ng mga siyentipiko kung paano nakakaimpluwensya ang mga circuit na ito sa paggawa ng desisyon at emosyonal na mga tugon.

Gamit ang mga pamamaraan ng microstimulation, binago ng mga mananaliksik ang aktibidad ng neural sa subgenual anterior cingulate cortex (sgACC) sa rhesus monkey (Macaca mulatta) at nagawang mag-eksperimentong mag-udyok ng pessimistic na paggawa ng desisyon at mga depressive na estado.

Sa panahon ng mga eksperimento sa pagpapasigla, naitala din ng mga mananaliksik ang mga lokal na potensyal sa larangan (LFP) upang pag-aralan ang top-down na impluwensya ng dlPFC sa cingulostriatal network.

Natagpuan nila na ang eksperimento na sapilitan na pessimistic na paggawa ng desisyon ay sinamahan ng pinababang top-down na input ng dlPFC sa mga rehiyon ng cingulostriatal.

Iminumungkahi ng paghahanap na ito na ang pagkagambala sa top-down na signal mula sa cognition hanggang sa emosyon ay maaaring humantong sa pesimistikong paggawa ng desisyon, na isang katangian ng MDD.

Ang isa sa mga pangunahing natuklasan ng pag-aaral ay ang papel ng mga beta oscillations sa frontostriatal circuits. Ang mga beta oscillations ay matagal nang nauugnay sa kontrol at atensyon ng motor, at kamakailan lamang ay na-link din ang mga ito sa mga function ng cognitive tulad ng working memory.

Sa bagong pag-aaral na ito, ang epektibong microstimulation ng sgACC, na nag-uudyok ng isang depressive na estado, ay nagbawas sa magnitude ng mga beta oscillations na nag-e-encode ng mga positibong variable na nauugnay sa paggawa ng desisyon.

Stim: microstimulation, dlPFC: dorsolateral prefrontal cortex, pACC: pregenual anterior cingulate cortex, sgACC: subgenual anterior cingulate cortex.
Pinagmulan: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Ang pagbawas sa mga beta oscillations ay mahalaga dahil nagmumungkahi ito ng link sa pagitan ng aktibidad ng sgACC at negativity bias sa paggawa ng desisyon, na nagbibigay ng potensyal na mekanismo para sa kung paano nagpoproseso ang utak ng mga positibo at negatibong halaga.

Sinuri din ng pag-aaral ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga rehiyon sa loob ng fronto-cingulostriatal network. Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga salik tulad ng pagkakaugnay-ugnay at Granger causality (isang istatistikal na pagsubok upang matukoy kung ang isang variable ay maaaring makahulugang inilarawan bilang isang dependent variable), natuklasan ng mga mananaliksik na ang epektibong microstimulation ng sgACC ay nagbago sa mga pakikipag-ugnayan na ito, na sumasalamin sa paglahok ng network sa paggawa ng desisyon.

Nalaman nila na ang "top-down na impluwensya" ng dlPFC sa cingulostriatal network ay na-encode ng LFP beta oscillations, at ang pagbaba ng top-down na impluwensya ay nauugnay sa eksperimento na sapilitan na depresyon.

Itinatampok ng mga natuklasang ito ang mahalagang papel ng network na ito sa regulasyon ng emosyon at paggawa ng desisyon, at kung paano maaaring humantong sa depressive na pag-uugali ang dysfunction nito.

Ang pag-aaral na ito ay nagbibigay ng mahahalagang insight sa neural na batayan ng depresyon, na itinatampok ang papel ng mga partikular na circuit ng utak sa pag-regulate ng mga emosyonal na tugon. Mahalaga, ang pag-aaral ay lumikha ng isang primate model ng depression at ipinakita na ang mga fronto-cingulo-striatal circuit ay kasangkot sa pag-regulate ng limbic system sa pamamagitan ng beta oscillations.

Mahalaga, naipakita ng mga mananaliksik na ang mga unggoy ay nagpapakita ng depressive na pag-uugali sa kawalan ng regulasyong ito. Sa pamamagitan ng pagtuklas sa mga mekanismong pinagbabatayan ng depressive na pag-uugali sa mga primata, ang pag-aaral na ito ay nagbubukas ng mga bagong paraan para sa pagbuo ng mas epektibong paggamot para sa MDD.