Isyarat hiliran dalam litar otak yang mengawal kemurungan ditemui

Memahami dan merawat kemurungan, keadaan kesihatan mental yang berpotensi melemahkan yang menjejaskan berjuta-juta orang di seluruh dunia, kekal menjadi keutamaan dalam kalangan penyelidik neurosains. Gangguan kemurungan utama (MDD), sebagai contoh, menjejaskan kira-kira 33 juta orang, atau kira-kira 5% daripada populasi dewasa di dunia.

Regulasi emosi ialah fungsi otak penting yang membantu menyekat emosi dan kemurungan, dan dianggap sebagai mekanisme perlindungan dalam MDD. Walau bagaimanapun, mekanisme neurobiologi yang mendasari bagaimana otak mengawal kemurungan masih tidak jelas.

Untuk meneroka isu ini, kajian baru-baru ini yang diketuai oleh Satoko Amemori dan Ken-ichi Amemori dan diterbitkan dalam jurnal Nature Communications mengkaji bagaimana litar otak tertentu mengawal tindak balas emosi, memberikan pandangan baharu tentang asas saraf kemurungan.

Dalam kajian ini, para penyelidik memberi tumpuan kepada korteks prefrontal dorsolateral (dlPFC), yang telah lama diketahui memainkan peranan dalam pengawalan emosi. Para penyelidik mengkaji bagaimana isyarat dlPFC berubah dalam kemurungan dan menjelaskan mekanisme yang mana dlPFC mengawal rangkaian cingulostriatal.

Mendedahkan mekanisme saraf yang mendasari tingkah laku kemurungan dalam primata boleh meletakkan asas untuk membangunkan pendekatan terapeutik baru yang menyasarkan litar otak tertentu.

Kajian itu mengkaji apa yang dipanggil "pengaruh atas-bawah" dlPFC pada rangkaian cingulostriatal, yang dikaitkan dengan kemurungan, dalam konteks peraturan emosi. Para saintis juga mengkaji bagaimana litar ini mempengaruhi pembuatan keputusan dan tindak balas emosi.

Menggunakan teknik mikrostimulasi, para penyelidik mengubah suai aktiviti saraf dalam korteks cingulate anterior subgenual (sgACC) dalam monyet rhesus (Macaca mulatta) dan dapat secara eksperimen mendorong membuat keputusan yang pesimis dan keadaan kemurungan.

Semasa eksperimen rangsangan ini, penyelidik juga merekodkan potensi medan tempatan (LFP) untuk menganalisis pengaruh atas ke bawah dlPFC pada rangkaian cingulostriatal.

Mereka mendapati bahawa pembuatan keputusan pesimis yang disebabkan oleh eksperimen disertai dengan pengurangan input dlPFC atas ke bawah ke kawasan cingulostriatal.

Penemuan ini menunjukkan bahawa gangguan isyarat atas ke bawah daripada kognisi kepada emosi boleh membawa kepada membuat keputusan yang pesimis, yang merupakan ciri ciri MDD.

Salah satu penemuan utama kajian ialah peranan ayunan beta dalam litar frontostriatal. Ayunan beta telah lama dikaitkan dengan kawalan motor dan perhatian, dan baru-baru ini ia juga dikaitkan dengan fungsi kognitif seperti ingatan kerja.

Dalam kajian baharu ini, rangsangan mikro berkesan sgACC, yang mendorong keadaan kemurungan, mengurangkan magnitud ayunan beta yang mengekod pembolehubah positif yang berkaitan dengan membuat keputusan.

Stim: mikrostimulasi, dlPFC: korteks prefrontal dorsolateral, pACC: korteks cingulate anterior pregenual, sgACC: korteks cingulate anterior subgenual.
Sumber: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48375-1

Pengurangan ayunan beta ini penting kerana ia mencadangkan hubungan antara aktiviti sgACC dan bias negatif dalam membuat keputusan, menyediakan mekanisme yang berpotensi untuk bagaimana otak memproses nilai positif dan negatif.

Kajian itu juga mengkaji interaksi antara kawasan dalam rangkaian fronto-cingulostriatal. Dengan meneliti faktor seperti koheren dan kausalitas Granger (ujian statistik untuk menentukan sama ada pembolehubah boleh digambarkan secara bermakna sebagai pembolehubah bersandar), para penyelidik mendapati bahawa rangsangan mikro berkesan sgACC telah mengubah interaksi ini, mencerminkan penglibatan rangkaian dalam membuat keputusan.

Mereka mendapati bahawa "pengaruh atas-bawah" dlPFC pada rangkaian cingulostriatal telah dikodkan oleh ayunan beta LFP, dan penurunan pengaruh atas-bawah dikaitkan dengan kemurungan yang disebabkan oleh eksperimen.

Penemuan ini menyerlahkan peranan penting rangkaian ini dalam pengawalan emosi dan membuat keputusan, dan bagaimana disfungsinya boleh membawa kepada tingkah laku kemurungan.

Kajian ini memberikan pandangan yang berharga tentang asas saraf kemurungan, menonjolkan peranan litar otak tertentu dalam mengawal tindak balas emosi. Yang penting, kajian itu mencipta model kemurungan primat dan menunjukkan bahawa litar fronto-cingulo-striatal terlibat dalam mengawal selia sistem limbik melalui ayunan beta.

Yang penting, para penyelidik dapat menunjukkan bahawa monyet menunjukkan tingkah laku kemurungan jika tiada peraturan ini. Dengan mendedahkan mekanisme yang mendasari tingkah laku kemurungan dalam primata, kajian ini membuka jalan baharu untuk membangunkan rawatan yang lebih berkesan untuk MDD.