Новое исследование, проведенное на мышах и крысах под руководством ученых из Медицинской школы Гроссмана Нью-Йоркского университета и Университета Сегеда в Венгрии, показало, что восстановление определенных сигналов в области мозга, обрабатывающей запахи, помогает справиться с депрессией.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Neuron, касаются нервных клеток (нейронов), которые "зажигают", или излучают электрические сигналы, для передачи информации. В последние годы исследователи обнаружили, что для эффективной коммуникации между областями мозга требуется, чтобы группы нейронов синхронизировали свою активность в повторяющихся периодах (осцилляциях) совместного молчания, за которым следует совместная активность. Один из таких ритмов, называемый "гамма", повторяется около 30 или более раз в секунду и является важным временным паттерном для кодирования сложной информации, потенциально включающей эмоции.
Хотя причины депрессии остаются малоизученными, по данным прошлых исследований, изменения гамма-колебаний отражаются на электрофизиологическом маркере заболевания в областях мозга, управляющих обонянием, которые также были связаны с эмоциями. Эти области включают обонятельную луковицу, прилегающую к носовой полости, которая, как считается, является источником и "проводником" общемозговых гамма-колебаний.
Чтобы проверить эту теорию, авторы нынешнего исследования отключили функцию луковицы с помощью генетических и клеточных сигнальных методов, и наблюдали связанное с этим увеличение депрессивно-подобного поведения у исследуемых грызунов, а затем обратили это поведение вспять с помощью устройства, которое усиливало гамма-сигналы мозга в их естественном темпе.
"Наши эксперименты выявили механистическую связь между недостаточной гамма-активностью и ухудшением поведения в моделях депрессии у мышей и крыс, причем изменения сигналов в обонятельной и связанной с ней лимбической системах аналогичны тем, которые наблюдаются у пациентов с депрессией", - говорит автор соответствующего исследования Антал Берени, доктор медицины, доктор философии, адъюнкт-доцент кафедры неврологии и физиологии в NYU Langone Health. "Эта работа демонстрирует возможности гамма-усиления как потенциального подхода к борьбе с депрессией и тревогой в тех случаях, когда имеющиеся лекарства неэффективны".
По словам исследователей, большое депрессивное расстройство - это распространенное, тяжелое психическое заболевание, часто не поддающееся медикаментозной терапии. Распространенность этого состояния резко возросла с начала пандемии, и, по оценкам, число новых случаев заболевания превысило 53 миллиона.
Гамма-волны связаны с эмоциями
Вызывающие заболевания изменения во времени и силе гамма-сигналов, потенциально вызванные инфекциями, травмами или наркотиками, которые передаются от обонятельной луковицы к другим областям мозга лимбической системы, таким как грушевидная кора и гиппокамп, могут изменять эмоции. Однако исследовательская группа не уверена, почему. Согласно одной из теорий, депрессия возникает не в обонятельной луковице, а в изменениях ее исходящих гамма-паттернов к другим областям мозга.
Удаление луковицы представляет собой старую модель на животных для изучения большой депрессии, но этот процесс вызывает структурные повреждения, которые могут затуманить представление исследователей о механизмах болезни. Таким образом, нынешняя исследовательская группа разработала обратимый метод предотвращения повреждения, начав с единственной, разработанной нити ДНК, заключенной в безвредный вирус, который при введении в нейроны в обонятельных луковицах грызунов заставлял клетки создавать определенные белковые рецепторы на своей поверхности.
Это позволило исследователям вводить грызунам лекарство, которое распространялось по всей системе, но отключало только те нейроны в луковице, которые были сконструированы так, чтобы иметь рецепторы, чувствительные к лекарству. Таким образом, исследователи могли избирательно и обратимо отключать связь между областями мозга-партнерами луковицы. Эти тесты показали, что хроническое подавление сигналов обонятельной луковицы, включая гамма-сигнал, вызывало депрессивное поведение не только во время вмешательства, но и в течение нескольких дней после него.
Чтобы показать влияние потери гамма-колебаний в обонятельной луковице, команда использовала несколько стандартных тестов депрессии на грызунах, включая измерение тревоги, которая является одним из ее основных симптомов. Специалисты в этой области признают, что модели психических заболеваний человека на животных ограничены, поэтому для измерения депрессивного поведения используется набор тестов, которые доказали свою полезность в течение долгого времени.
В частности, в тестах изучалось, как долго животные проводят время на открытом пространстве (мера тревоги), перестают ли они раньше плавать при погружении в воду (мера отчаяния), перестают ли они пить воду с сахаром (получают меньше удовольствия от происходящего) и отказываются ли они заходить в лабиринт (избегают стрессовых ситуаций).
Затем исследователи использовали изготовленное на заказ устройство, которое регистрировало естественные гамма-колебания обонятельной луковицы и посылало эти ритмичные сигналы обратно в мозг грызунов в виде замкнутой электрической стимуляции. Устройство было способно подавлять гамма-колебания у здоровых животных или усиливать их. Подавление гамма-колебаний в обонятельной доле вызывало поведение, напоминающее депрессию у людей. Кроме того, подача усиленного сигнала обонятельной луковицы обратно в мозг крыс с депрессией восстанавливала нормальную гамма-функцию в лимбической системе и снижала депрессивное поведение на 40 процентов (почти до нормы).
"Никто пока не знает, как гамма-волны преобразуются в эмоции", - говорит старший автор исследования Дьёрдь Бужаки, доктор медицины, доктор философии, профессор Биггс на кафедре неврологии и физиологии NYU Langone Health и преподаватель Института неврологии. "В дальнейшем мы будем работать над тем, чтобы лучше понять эту связь в луковице и в областях, с которыми она соединяется, по мере изменения поведения".
ScienceDaily, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
