(PhysOrg.com) – Ученые из U.S. Брукхейвенская национальная лаборатория Министерства энергетики (DOE), Лаборатория Колд-Спринг-Харбор и Медицинская школа Сан-Диего Калифорнийского университета определили гиперактивные клетки в крошечной структуре мозга, которые могут играть важную роль в депрессии. Исследование, проведенное на крысах и опубликованное в журнале Nature от 24 февраля 2011 года, помогает выявить клеточный механизм депрессивных расстройств, который может привести к новым, эффективным методам лечения.
Исследование предоставляет доказательства того, что ингибирование этой конкретной области мозга – боковой габенулы – с помощью имплантированных электродов может полностью изменить поведение, связанное с депрессией, а также предоставляет механизм, объясняющий этот эффект. Эти результаты подтверждают использование глубокой стимуляции головного мозга в качестве клинического метода лечения людей с давней, устойчивой к лечению депрессией.
"Это исследование идентифицирует новую анатомическую цепь в мозгу, которая опосредует депрессию, и показывает, как она взаимодействует с системой вознаграждения мозга, вызывая постоянный сигнал разочарования, что, безусловно, вызывает депрессию," сказал Фриц Хенн, нейробиолог и психиатр из лабораторий Брукхейвена и Колд-Спринг-Харбор и соавтор исследования. "Но," он добавил оптимистично, "идентификация этой схемы и того, как она работает, может открыть новые двери для устранения этих эффектов."
Например, сказал соисследователь Роберто Малинов, профессор нейробиологии Медицинской школы Калифорнийского университета в США, "возможно, что гены, специфически экспрессируемые в этих нейронах, могут быть нацелены генетически или фармакологически, чтобы манипулировать ими и уменьшить депрессию."
Ученым известно, что клетки боковой габенулы активируются негативными или неприятными событиями, включая наказание и разочарование, например, когда вы не получаете ожидаемого вознаграждения. Может показаться интуитивно понятным, что такие негативные стимулы могут привести к депрессии, но не каждый, кто испытывает разочарование, впадает в состояние беспомощности. Чтобы исследовать эту связь, ученые хотели поближе взглянуть на цепи мозга.
Они исследовали чувствительность боковых клеток головного мозга габенулы – особенно тех, которые подключаются и посылают сигналы в центры вознаграждения мозга – на двух моделях животных "выученная беспомощность," форма депрессии, а также у контрольных животных, которые не были беспомощными.
В целом, ученые обнаружили, что эти боковые нервные клетки габенулы были гиперактивными у животных с депрессией, но не у контрольных. Причем степень гиперактивности совпадала со степенью беспомощности.
"Известно, что активация боковой габенулы влияет на высвобождение серотонина и норэпинеферина, двух мишеней современных антидепрессантов," сказал Хенн. "В текущем исследовании рассматривается роль боковой габенулы с точки зрения дофаминовой системы, системы, участвующей в передаче сигналов вознаграждения. Мы обнаружили, что гиперактивность боковой габенулы из-за беспомощности, вызванной стрессом, отключает систему вознаграждения мозга."
Чтобы выяснить, может ли электрическая стимуляция потенциально обратить вспять этот эффект подавления вознаграждения, исследователи поместили стимулирующий электрод в боковую габенулу и измерили воздействие на клетки мозга, ведущие к центру вознаграждения. Это было исследование клеток головного мозга крысы, которое имитировало эффекты глубокой стимуляции мозга, методики, которая в настоящее время исследуется в качестве лечения клинической депрессии, и дала многообещающие результаты. Ученые обнаружили, что электрическая стимуляция гиперактивных клеток головного мозга габенулы заметно снижает возбуждающую активность, приводящую к центру вознаграждения.
Затем ученые проверили, влияет ли глубокая стимуляция мозга у живых крыс, демонстрирующих беспомощность, на их поведение. Результатом было заметное снижение беспомощного поведения, которое зависело как от размещения электрода в боковой габенуле (а не в соседних областях мозга), так и от интенсивности стимуляции.
"Наши результаты ясно показывают, что подавление синаптической передачи в боковой габенуле посредством глубокой стимуляции мозга может резко изменить беспомощное поведение у крыс," сказал Хенн. "Весьма вероятно, что этот положительный эффект был опосредован подавлением возбуждающих нервных клеток, что привело к системе вознаграждения мозга, как мы наблюдали в клеточных исследованиях."
"Наше исследование предоставляет клеточный механизм, который может объяснить гиперактивность латеральных нервных клеток габенулы, наблюдаемую у людей с депрессией и животных моделей депрессии, а также то, почему «замалчивание» этих цепей хирургическим или фармакологическим путем может уменьшить симптомы депрессии у животных," Хенн сказал.
Выявление этих специфических мозговых цепей и их дисфункции при депрессии может открыть дверь к новым эффективным методам лечения, включая потенциально направленную на латеральную хабенулу глубокую стимуляцию мозга.