发现通过恢复关键大脑节律来对抗抑郁症的潜力

在纽约大学格罗斯曼医学院和匈牙利塞格德大学的研究人员的带领下，一项针对小鼠和大鼠的新研究发现，恢复处理气味的大脑区域中的某些信号可以对抗抑郁症。

研究结果于5月9日在线发表在《神经元》杂志上，研究结果围绕神经细胞(神经元)展开，神经细胞“发射”或发出电信号来传输信息。近年来的研究人员发现，大脑区域之间的有效交流需要神经元组在联合沉默和联合活动的重复周期(振荡)中同步它们的活动模式。

一种这样的节奏，称为“伽马”，每秒重复约30次或更多次，是编码复杂信息(可能包括情绪)的重要时间模式。

尽管其原因仍知之甚少，但根据过去的研究，抑郁症反映在伽马振荡变化中，作为大脑管理嗅觉区域疾病的电生理学标志，这也与情绪有关。这些区域包括靠近鼻腔的嗅球，它被认为是全脑伽马振荡的来源和“导体”。

为了检验这一理论，当前的研究作者使用遗传和细胞信号技术关闭灯泡的功能，观察研究啮齿动物中抑郁样行为的相关增加，然后使用增强伽马信号的装置逆转这些行为大脑以自然的速度。

“我们的实验揭示了抑郁症小鼠和大鼠模型中伽马活性不足与行为下降之间的机制联系，嗅觉和相关边缘系统的信号变化与抑郁症患者的信号变化相似，”相应的研究作者、医学博士AntalBerényi说。，博士，纽约大学朗格健康中心神经科学与生理学系兼职助理教授。

“这项工作证明了在可用药物无效的情况下，伽马增强作为一种潜在方法来对抗抑郁和焦虑的力量。”

研究人员说，重度抑郁症是一种常见的严重精神疾病，通常对药物治疗有抵抗力。自大流行开始以来，该病的患病率急剧上升，估计有超过5300万新病例。

与情绪相关的伽马波

从嗅球到边缘系统的其他大脑区域(如梨状皮质和海马体)的伽马信号时间和强度的致病变化可能会改变情绪，这可能是由感染、外伤或药物引起的。但是，研究团队不确定原因。在一种理论中，抑郁症不是在嗅球内产生的，而是在其向其他大脑目标发出的伽马模式发生变化时产生的。

灯泡的移除代表了一种用于研究重度抑郁症的较旧动物模型，但该过程会导致结构损伤，这可能会影响研究人员对疾病机制的看法。因此，目前的研究团队设计了一种可逆的方法来避免损害，从封装在无害病毒中的单一工程DNA链开始，当将其注入啮齿动物嗅球的神经元时，会导致细胞在它们的嗅球上建立某些蛋白质受体。表面。

这让研究人员给啮齿动物注射了一种药物，这种药物会在整个系统范围内传播，但只会关闭灯泡中的神经元，这些神经元被设计成具有设计的药物敏感受体。通过这种方式，研究人员可以有选择地、可逆地关闭灯泡伙伴大脑区域之间的通信。这些测试表明，长期抑制嗅球信号(包括伽马信号)不仅会在干预期间诱发抑郁行为，而且会持续数天。

为了显示嗅球中伽马振荡消失的影响，该团队使用了几种标准的啮齿动物抑郁症测试，包括作为其主要症状之一的焦虑的测量。该领域认识到人类精神疾病的动物模型将是有限的，因此使用一系列测试来测量抑郁行为，这些行为随着时间的推移被证明是有用的。

具体来说，这些测试着眼于动物在开放空间待多长时间(衡量焦虑程度)、它们在淹没时是否更早停止游泳(衡量绝望程度)、它们是否停止喝糖水(对事物的乐趣减少)以及是否他们拒绝进入迷宫(避免压力大的情况)。

接下来，研究人员使用定制设备记录来自嗅球的自然伽马振荡，并将这些起搏信号作为闭环电刺激发送回啮齿动物的大脑。该装置能够抑制健康动物的伽玛或放大它。抑制嗅叶中的伽马振荡会诱发类似于人类抑郁症的行为。

此外，将放大的嗅球信号反馈回抑郁大鼠的大脑，可以恢复边缘系统的正常伽马功能，并将抑郁行为减少40%(几乎恢复正常)。

“目前还没有人知道伽马波的发射模式是如何转化为情绪的，”资深研究作者GyörgyBuzsáki医学博士、纽约大学朗格健康中心神经科学与生理学系Biggs教授和一名教员说。在其神经科学研究所。“展望未来，随着行为的变化，我们将努力更好地了解灯泡中的这种联系，以及它所连接的区域。”