สัญญาณปลายน้ำที่พบในวงจรสมองที่ควบคุมภาวะซึมเศร้า

การทำความเข้าใจและการรักษาภาวะซึมเศร้า ซึ่งเป็นภาวะทางจิตที่อาจบั่นทอนสุขภาพจิตซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้คนหลายล้านคนทั่วโลก ยังคงเป็นสิ่งสำคัญในหมู่นักวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างเช่น โรคซึมเศร้าร้ายแรง (MDD) ส่งผลกระทบต่อผู้คนประมาณ 33 ล้านคน หรือประมาณ 5% ของประชากรผู้ใหญ่ทั่วโลก

การควบคุมอารมณ์เป็นการทำงานของสมองที่สำคัญที่ช่วยระงับอารมณ์และสภาวะซึมเศร้า และถือเป็นกลไกป้องกันอย่างหนึ่งใน MDD อย่างไรก็ตาม กลไกทางชีววิทยาทางระบบประสาทที่เป็นรากฐานของวิธีที่สมองควบคุมภาวะซึมเศร้ายังไม่ชัดเจน

เพื่อสำรวจปัญหานี้ การศึกษาล่าสุดที่ดำเนินการโดย Satoko Amemori และ Ken-ichi Amemori และตีพิมพ์ใน Nature Communications ได้ตรวจสอบว่าวงจรสมองจำเพาะควบคุมการตอบสนองทางอารมณ์โดยให้สิ่งใหม่ ๆ อย่างไร หลักฐานบนพื้นฐานของระบบประสาทของภาวะซึมเศร้า

ในการศึกษานี้ นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่เยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าส่วนหลัง (dlPFC) ซึ่งทราบกันมานานแล้วว่ามีบทบาทในการควบคุมอารมณ์ นักวิจัยได้ตรวจสอบว่าสัญญาณ dlPFC มีการเปลี่ยนแปลงในภาวะซึมเศร้าอย่างไร และระบุกลไกที่ dlPFC ควบคุมเครือข่าย cingulostriatal

การไขกลไกของระบบประสาทที่เป็นต้นเหตุของพฤติกรรมซึมเศร้าในไพรเมตอาจวางรากฐานสำหรับการพัฒนาแนวทางการรักษาใหม่ๆ ที่มุ่งเป้าไปที่วงจรสมองที่เฉพาะเจาะจง

การศึกษานี้ตรวจสอบสิ่งที่เรียกว่า "อิทธิพลจากบนลงล่าง" ของ dlPFC ต่อเครือข่าย cingulostriatal ที่เกี่ยวข้องกับภาวะซึมเศร้าในบริบทของการควบคุมอารมณ์ นักวิทยาศาสตร์ยังได้ตรวจสอบด้วยว่าวงจรเหล่านี้มีอิทธิพลต่อการตัดสินใจและปฏิกิริยาทางอารมณ์อย่างไร

การใช้เทคนิคการกระตุ้นระดับจุลภาค นักวิจัยได้ปรับเปลี่ยนการทำงานของระบบประสาทของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าส่วนล่าง (sgACC) ในลิงจำพวก (Macaca mulatta) และสามารถกระตุ้นการตัดสินใจในแง่ร้ายและสภาวะซึมเศร้าได้ในการทดลอง

ในระหว่างการทดลองกระตุ้นเหล่านี้ ผู้วิจัยยังได้บันทึกศักย์สนามเฉพาะที่ (LFP) เพื่อวิเคราะห์อิทธิพลจากบนลงล่างของ dlPFC บนเครือข่าย cingulostriatal

พวกเขาพบว่าการตัดสินใจในแง่ร้ายที่เกิดจากการทดลองนั้นมาพร้อมกับการลดลงของอิทธิพลจากบนลงล่างของ dlPFC ในภูมิภาค cingulostriatal

การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าการหยุดชะงักของสัญญาณจากบนลงล่างจากการรับรู้ไปสู่อารมณ์อาจนำไปสู่การตัดสินใจในแง่ร้าย ซึ่งเป็นคุณลักษณะเฉพาะของ MDD

การค้นพบที่สำคัญประการหนึ่งของการศึกษานี้คือบทบาทของการแกว่งของเบตาในวงจรส่วนหน้า การแกว่งของเบต้ามีความเกี่ยวข้องกับการควบคุมมอเตอร์และความสนใจมานานแล้ว และล่าสุดยังเชื่อมโยงกับการทำงานของการรับรู้ เช่น ความจำในการทำงาน

ในการศึกษาใหม่นี้ การกระตุ้นระดับจุลภาคที่มีประสิทธิผลสำหรับภาวะซึมเศร้าของ sgACC ช่วยลดขนาดของการแกว่งของเบต้าซึ่งเข้ารหัสตัวแปรเชิงบวกที่เกี่ยวข้องกับการตัดสินใจ

สิ่งกระตุ้น: การกระตุ้นระดับจุลภาค, dlPFC: เยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าส่วนหน้า dorsolateral, pACC: เยื่อหุ้มสมอง cingulate ส่วนหน้าก่อนวัยอันควร, sgACC: เยื่อหุ้มสมอง cingulate ส่วนหน้าใต้อวัยวะเพศ
ที่มา: การสื่อสารธรรมชาติ (2024) ดอย: 10.1038/s41467-024-48375-1

การแกว่งของเบต้าที่ลดลงนี้มีความสำคัญ เนื่องจากบ่งชี้ถึงความเชื่อมโยงระหว่างกิจกรรม sgACC และอคติเชิงลบในการตัดสินใจ ซึ่งเป็นกลไกที่เป็นไปได้สำหรับวิธีที่สมองประมวลผลค่าบวกและค่าลบ

การศึกษายังตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างภูมิภาคภายในเครือข่าย frontocingulo-striatal จากการตรวจสอบปัจจัยต่างๆ เช่น ความเชื่อมโยงกันและสาเหตุของ Granger (การทดสอบทางสถิติเพื่อพิจารณาว่าตัวแปรสามารถอธิบายได้อย่างมีความหมายว่าเป็นตัวแปรตามหรือไม่) นักวิจัยพบว่าการกระตุ้นด้วยไมโคร sgACC ที่มีประสิทธิภาพได้เปลี่ยนปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ ซึ่งสะท้อนถึงการมีส่วนร่วมของเครือข่ายในกระบวนการตัดสินใจ /พี>

พวกเขาพบว่า “อิทธิพลจากบนลงล่าง” ของ dlPFC บนเครือข่าย cingulostriatal ถูกเข้ารหัสโดยการแกว่งของเบต้าของ LFP และการลดลงของอิทธิพลจากบนลงล่างมีความสัมพันธ์กับสภาวะซึมเศร้าที่เกิดจากการทดลอง

ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำถึงบทบาทที่สำคัญของเครือข่ายนี้ในการควบคุมอารมณ์และการตัดสินใจ และความผิดปกติของเครือข่ายนี้สามารถนำไปสู่พฤติกรรมซึมเศร้าได้อย่างไร

การศึกษานี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับพื้นฐานทางประสาทของภาวะซึมเศร้า โดยเน้นบทบาทของวงจรสมองจำเพาะในการควบคุมการตอบสนองทางอารมณ์ สิ่งสำคัญคือ การศึกษานี้ได้สร้างแบบจำลองภาวะซึมเศร้าของไพรเมต และแสดงให้เห็นว่าวงจรส่วนหน้าของวงจรส่วนหน้านั้นเกี่ยวข้องกับการควบคุมระบบลิมบิกผ่านการแกว่งของเบตา

ที่สำคัญ นักวิจัยสามารถแสดงให้เห็นว่าลิงมีพฤติกรรมซึมเศร้าหากไม่มีกฎระเบียบนี้ การวิจัยครั้งนี้เปิดช่องทางใหม่ในการพัฒนาวิธีการรักษา MDD ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยการเปิดเผยกลไกที่เป็นสาเหตุของพฤติกรรมซึมเศร้าในไพรเมต