发现通过恢复关键脑节律来对抗抑郁症的潜力

由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领导的一项新研究发现，在处理气味的大脑区域中恢复某些信号可以对抗抑郁症。

9月<>日发表在《神经元》杂志上的研究结果围绕着神经细胞(神经元)，它们“发射”或发出电信号来传递信息。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关节沉默和联合活动的重复周期(振荡)中同步其活动模式。

其中一种称为“伽马”的节奏在一秒钟内重复约30次或更多次，是编码复杂信息(可能包括情绪)的重要计时模式。

尽管其原因仍然知之甚少，但根据过去的研究，抑郁症反映在伽马振荡变化中，作为管理嗅觉的大脑区域中疾病的电生理标志物，这也与情绪有关。这些区域包括与鼻腔相邻的嗅球，它被认为是全脑伽马振荡的来源和“导体”。

为了验证这一理论，目前的研究作者使用遗传和细胞信号技术关闭了灯泡的功能，观察到研究啮齿动物中抑郁样行为的相关增加，然后使用一种以自然速度增强大脑伽马信号的装置来逆转这些行为。

“我们的实验揭示了小鼠和抑郁症大鼠模型中缺乏γ活性与行为下降之间的机制联系，嗅觉和连接的边缘系统的信号变化与抑郁症患者相似，”相应的研究作者Antal Berényi，医学博士，博士，纽约大学朗格尼健康神经科学和生理学系兼职助理教授说。

“这项工作证明了伽马增强作为在现有药物无效的情况下对抗抑郁和焦虑的潜在方法的力量。

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，该病的患病率急剧增加，估计有超过53万新病例。

与情绪相关的伽马波

从嗅球到边缘系统的其他大脑区域(如梨状皮层和海马体)的伽马信号的时间和强度的致病变化，可能由感染、创伤或药物引起，可能会改变情绪。然而，研究小组不确定为什么。在一种理论中，抑郁症不是在嗅球内产生的，而是在向其他大脑目标的传出伽马模式发生变化时产生的。

去除灯泡代表了研究重度抑郁症的较老动物模型，但该过程会导致结构性损伤，这可能会模糊研究人员对疾病机制的看法。因此，目前的研究小组设计了一种可逆的方法来避免损伤，从封装在无害病毒中的单条工程DNA链开始，当注射到啮齿动物嗅球的神经元中时，导致细胞在其表面上构建某些蛋白质受体。

这使得研究人员向啮齿动物注射了一种药物，这种药物在整个系统范围内传播，但只关闭了灯泡中的神经元，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，研究人员可以选择性和可逆地关闭灯泡伙伴大脑区域之间的通信。这些测试表明，嗅球信号(包括伽马)的慢性抑制不仅在干预期间诱发抑郁行为，而且在干预后的几天内。

为了显示嗅球中伽马振荡损失的影响，研究小组使用了几种标准的啮齿动物抑郁症测试，包括测量焦虑，这是其主要症状之一。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随着时间的推移已被证明有用的抑郁行为。

具体来说，这些测试着眼于动物会在开放空间中呆多久(衡量焦虑)，它们在淹没时是否提前停止游泳(测量绝望)，它们是否停止喝糖水(对事物的乐趣减少)，以及它们是否拒绝进入迷宫(避免压力情况)。

研究人员接下来使用了一种定制的设备，记录了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马或放大它。抑制嗅叶中的伽马振荡诱导类似于人类抑郁症的行为。

此外，将放大的嗅球信号反馈到抑郁大鼠的大脑中，恢复了边缘系统中正常的伽马功能，并将抑郁行为减少了40%(几乎正常)。

“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György Buzsáki博士说，他是纽约大学朗格尼健康神经科学和生理学系的比格斯教授，也是其神经科学研究所的教员。“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。