В лаборатория в Станфордския университет, мишка показва признаци на депресия. За около 10 седмици, тя е преживяла серия от раздразнения, от пристъпи без храна или вода, до хаотични модели на сън. Сега неговата мотивация е ниска - когато се вдигне от опашката, тя прави няколко опита да избяга и не се опитва да изследва нови пространства. Също така е по-малко склонно да отпива от сладка течност - знак, че това получава по-малко удоволствие от нормално приятни дейности, Никога не е лесно да се оцени психичното здраве на животното, но тази мишка ясно показва някои от класическите симптоми на депресия.
Но не за дълго.
По-рано, Кей Тий намлява Джули Мирзабеков промениха мишката, така че светкавицата да активира малка част от мозъка му вентрална тегментова област (VTA), близо до дъното на мозъка и близо до средната линия. Изблик на светлина и поведението на мишката се променя почти мигновено. Той се бори, когато се държи високо, изследва открити площи и си възвръща сладките зъби. Изблик на светлина и симптомите изчезват.
Но от другата страна на страната, в Медицинския факултет на Маунт Синай, Дипеш Чаудхури и Джесика Уолш правят едно и също нещо с напълно различен ефект. Техните мишки са били променени по подобен начин, така че светлината може да включи и техните VTA неврони. Но тези гризачи са издържали по-кратка, но по-интензивна форма на стрес - 10 дни на поставяне в клетки с доминиращи, агресивни съперници. Поради произтичащите от тях атаки, някои от тях развиват депресивни симптоми. Други са по-устойчиви. Но когато Чаудхури и Уолш проблясваха на VTA тези мишки, гъвкави индивиди, трансформирани в чувствителни.
И двете проучвания използват същите методи за задействане на неврони в една и съща част на мозъка… и имат напълно различни ефекти. В експеримента на Тие и Мирзабеков депресираните мишки възобновяват нормалното си поведение. В проучването на Чодхури и Уолш се появиха устойчивите мишки още депресивни симптоми.
Много пътища към депресия
И двата екипа смятат, че очевидно противоречивите резултати се дължат на различните видове стрес, изпитвани от гризачите. Животните на Тий преживяват хроничен лек стрес, подобно на човешка сила, когато са изправени пред постоянна несигурност на работата. Мишките на Чодури и Уолш се сблъскват със сериозен "социално-поражение" стрес за по-кратко време, което е по-скоро като някой, който се ограбва. Тези контрастни преживявания могат да повлияят на същите части на мозъка, но те го правят по различни начини. „Всеки има своя собствена история на живота и преживява различен стрес или травма“, казва Минг-Ху Хан, който ръководи второто проучване. "Това може да е причината, ако сравните симптомите при двама души с депресия, те са различни."
Тези резултати подчертават сложния характер на депресията. Той има много потенциални причини, които могат да действат върху мозъка в противоположни начини, дори ако те влияят на една и съща област и произвеждат подобно съзвездие от симптоми.
Това би могло да обясни и защо няма еднократно лечение за депресия. "Дори и най-ефективните лекарства просто работят за една подгрупа, а някои лечения работят красиво за някои пациенти, но правят това по-лошо за другите", казва Tye, която сега оглавява собствената си лаборатория в Масачузетския технологичен институт. Изследването на антидепресанти е… добре… малко потискащо. Въпреки историята от пет десетилетия, през последното десетилетие бяха постигнати много малко напредък. „През изминалия половин век не бе постигнат истински напредък“, казва той Гал Ядид от университета Bar-Ilan в Израел.
Но тези нови изследвания, въпреки че са направени при мишки, осигуряват много улики, които могат да доведат до нови лечения. Те определят части от мозъка, които участват в симптомите, те показват, че тези симптоми могат да бъдат обърнати много бързо и те ни казват повече за включените химикали.
По-голямата част от сегашната вълна от антидепресанти, като прозак, повишава нивата на серотонина в мозъка, тъй като ниските нива водят до депресия. Но тази хипотеза не може да бъде напълно правилна, Като начало, тези лекарства не работят за всички. И когато го направят, може да им трябват месеци, за да започнат. Ако лекарствата работят, защото увеличават нивата на серотонин, те трябва да работят в рамките на часове. Както и да е, изглежда, че действат косвено.
Можем да направим по-добре. Проучвания с дълбоко мозъчна стимулация, където имплантираното устройство електрически стимулира мозъка, показват, че симптомите на депресията могат да бъдат обърнати много бързо. Същото се случва и с някои лекарства като кетамин, макар и с тежки странични ефекти. Така че, очевидно е възможно да се получи антидепресивен ефект в мозъка много бързо; това е просто случай на насочване на правилните вериги. Въз основа на двете нови проучвания изглежда, че тези вериги се намират във ВТА и по-специално в връзките му с близкото nucleus accumbens (NA).
Въведете: допамин
VTA е център за неврони, които секретират допаминдруг мозъчен химикал, който участва в чувството за награда. Допаминът е сравнително нов участник в изследванията на депресията. През последното десетилетиеразлични групи са манипулирали допаминовите неврони, свързващи VTA и NA и произвеждали симптоми на депресия при мишки.
Групите на Тайе и Чаудхури са се справили по същия начин, но с много по-голяма точност, отколкото никой преди това е управлявал. Тяхната карта за асо беше наречена техника optogenetics, който имплантира неврони със светлочувствителни протеини, което им позволява да бъдат контролирани чрез оптични влакна. С тези протеини учените могат да включват или изключват невроните с различни цветове на светлината. Те могат да се насочат към определени части на мозъка или към специфични видове клетки. Те могат да изследват мозъка, както никога досега (и не е изненадващо, че един от изобретателите на техниката - Karl Deisseroth - представя и двата документа).
Групата на Tye използва оптогенетика, за да заглуши VTA невроните, които веднага и обратимо са накарали нормалните мишки да се държат така, сякаш са депресирани. И обратното, когато правят същите неврони в редовни изблици („фазово“), те обръщат симптомите при мишки, които са били леко напрегнати в продължение на седмици.
Групата на Хан използва оптогенетика, за да покаже противоположните ефекти при мишки, които са преживявали изключителен „социално поражение” в продължение на дни. Когато те накарали невроните на VTA да изстрелят фазово, устойчивите животни показаха симптоми, наподобяващи депресия. Когато заглушават същите тези неврони, податливите животни стават устойчиви.
Двата вкуса на стрес може да се правят противоположни неща, но и двете действат върху VTA и техните ефекти могат да бъдат обърнати незабавно. "Това недвусмислено доказва значението на допаминовата система към депресията", казва Ядид. Той подозира, че нашите антидепресанти, стимулиращи серотонина, действат, като индиректно засягат нивата на допамин. И ако това е така, тогава насочването на кръговете на допамина директно трябва да доведе до по-силни, по-бързи ефекти.
„Виждаме ефекти от порядъка на секунди или минути“, казва Тай. „Това ни подсказва, че се насочваме към директните вериги, които непосредствено управляват свързаните с депресията симптоми.“ И в двата случая не само значението на VTA, но и връзката му с nucleus accumbens (NA). Сигнали от VTA контролират освобождаването на допамин в NA и това от своя страна засяга поведението, подобно на депресия.
- Точно там е целта - казва Тай. Тя се надява, че контролирането на тази верига - или с лекарства, или с електрическа стимулация - може да ни доведе до по-добри начини за лечение на депресия, които ще работят много бързо и ще носят малко странични ефекти. „В момента нямаме лекарства, които са насочени към определени райони на мозъка, но това не може да си представим,“ казва тя.
Литература: Tye, Mirzabekov, Warden, Ferenczi, Tsai, Finkelstein, kim, Adhikari, Thompson, Andalman, Gunaydin, Witten & Deisseroth. 2012. Допаминовите неврони модулират невронно кодиране и изразяване на свързано с депресията поведение. Природата. http://dx.doi.org/10.1038/nature11740
Chaudhury, Walsh, Friedman, Juarez, Ku, Koo, Ferguson, Tsai, Pomeran, Christoffel, Nectow, Ekstrand, Domingo, Mazei-Robison, Mouzon, Lobo, Neve, Friedman., Russo, Deisseroth, Nestler & Han. 2012. Бърза регулация на поведението, свързано с депресията, чрез контрол на допаминовите неврони на средния мозък. Природата http://dx.doi.org/doi:10.1038/nature11713
;