Nieuw onderzoek werpt licht op verband tussen dopamine en depressiesymptomen
Een team van onderzoekers van Stanford heeft met succes depressie-achtige tekortkomingen in zowel plezier als motivatie bij muizen veroorzaakt door een gebied in de hersenen dat bekend staat als de ventrale tegmental Gebied. Dat deel van de hersenen is een bron van dopamine en een centrale speler in de interne motivatie- en beloningssystemen van de hersenen.
Dit is een belangrijke vooruitgang in ons begrip van de biologische onderbouwing van depressie en gerelateerd gedrag, met veelbelovende implicaties voor toekomstig onderzoek
Meer details over de studie worden aangeboden in a los:
[Onderzoekers] waren in staat om zowel depressieve symptomen in laboratoriummuizen zowel te induceren als te verlichten door de dopamineneuronen in de VTA genetisch te modificeren om gevoelig te zijn voor licht. Met behulp van glasvezelkabels die in de hersenen van knaagdieren zijn ingebracht, kunnen ze ogenblikkelijk de depressieve symptomen veroorzaken en remmen door het licht aan en uit te zetten. Deze onderzoekstechniek, ontwikkeld door Deisseroth op Stanford in 2005, staat bekend als optogenetica.
Het team onderzocht muizen in een depressieve-achtige, lage motivatietoestand geïnduceerd door milde stressoren wiens VTA-neuronen optogenetisch waren gemodificeerd. "Toen we lichtstimulatie gaven aan de VTA-dopamineneuronen, toonden deze muizen een robuuste toename in ontsnappingsgerelateerd gedrag. Ze deden meteen hun best om uit moeilijke situaties te komen - ze keerden terug naar normale niveaus van inspanning van de depressieve toestand waarin ze zich bevonden, "legt Deisseroth uit.
Stanford bio-ingenieur en senior auteur van de studie Karl Deisseroth, MD, PhD, commentaar op de betekenis van de bevindingen, zeggende: "Deze resultaten direct betrokken een enkele klasse van neuron in een enkele regio van de hersenen - ventrale tegmentale dopamine-neuronen - in zowel produceren en verlichten van zeer verschillende depressie-gerelateerde symptomen, het aanpakken van een mysterie in ziektepathofysiologie. "
Hoewel de (abonnement vereist) zijn opmerkelijk, waarschuwde Deisseroth dat depressie en andere psychische aandoeningen complexe, multidimensionale aandoeningen zijn die van patiënt tot patiënt verschillen. Maar, zei hij,
... het dopamine-circuit van VTA dat we hebben bestudeerd, is zeer vergelijkbaar in zowel knaagdieren als mensen. En we hebben aangetoond dat de neuronen in dit circuit specifiek verschillende symptomen van depressie veroorzaken, corrigeren en coderen. Dit is een belangrijke vooruitgang in ons begrip van de biologische onderbouwing van depressie en gerelateerd gedrag, met veelbelovende implicaties voor toekomstig onderzoek.
Eerder: Licht gebruiken om geestesziekte beter te begrijpen
Wetenschappers induceren en verlichten depressie met behulp van licht bij muizen
Onderzoekers van Stanford University zijn voor het eerst met succes gebruikt licht stimulatie van een gebied van de hersenen bij muizen om te induceren en vervolgens te verlichten Depressie-achtige symptomen van gebrek aan plezier en gebrek aan motivatie. De resultaten worden gepubliceerd in het Dec. 12 nummer van het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift NATUUR.
Onder degenen die aan depressiviteit lijden, zijn de dubbele onvermogen om plezier te ervaren in dingen die eens plezierig waren en om zichzelf fysiek te motiveren - om uitdagingen te overwinnen, of zelfs om 's ochtends uit bed te komen - al tientallen jaren gedocumenteerd, hoewel het mysterieus is waarom deze heel verschillende soorten symptomen verschijnen samen en verdwijnen ook samen wanneer depressie met succes wordt behandeld.
Men vermoedde dat de chemische dopamine in de hersenen een sleutelrol zou kunnen spelen in de ziekte. En toch, in de lange geschiedenis van de studie van depressie, heeft niemand tot nu toe deze kernbegrippen duidelijk aan elkaar kunnen binden.
Het onderzoek werpt licht op enkele van de mogelijke mechanismen achter seizoensgebonden affectieve stoornis, beter bekend onder de afkorting SAD, die voorkomt in gebieden met een ernstig of langdurig winterseizoen.
Onderzoekers van Stanford University hebben met succes depressie-achtige tekortkomingen in zowel plezier als motivatie bij muizen veroorzaakt door slechts één gebied van de hersenen te controleren dat bekend staat als het ventrale tegmentale gebied. Het is de eerste keer dat goed gedefinieerde soorten neuronen in een specifiek hersengebied direct zijn gekoppeld aan de controle van talloze symptomen van depressieve stoornissen.
De Stanford University School of Medicine behoort consequent tot de beste medische scholen van het land en integreert onderzoek, medisch onderwijs, patiëntenzorg en maatschappelijke dienstverlening. Voor meer nieuws over de school kunt u terecht op http://mednews.stanford.edu. De medische school maakt deel uit van Stanford Medicine, waaronder Stanford Hospital & Clinics en Lucile Packard Children's Hospital.
Stanford bio-ingenieur Karl Deisseroth, MD, PhD, en een team met inbegrip van postdoctorale wetenschappers Kay Tye, PhD, en Melissa Warden, PhD, en onderzoeksmedewerker Julie Mirzabekov hebben een techniek die bekend staat als optogenetics gebruikt om een specifieke hersenlocatie aan te wijzen die meerdere depressieve gevoelens produceert symptomen.
De Stanford School of Engineering loopt al bijna een eeuw voorop op het gebied van innovatie en heeft cruciale technologieën en bedrijven gecreëerd die de werelden van technologie, geneeskunde, energie en communicatie hebben getransformeerd en de basis hebben gelegd voor Silicon Valley. De school bevordert moderne wetenschap en techniek door middel van onderwijs en onderzoek. De school heeft negen afdelingen, 245 docenten en meer dan 4,000 studenten die de meest urgente problemen ter wereld aanpakken op gebieden als menselijke gezondheid en ecologische duurzaamheid.
De regio in kwestie is het ventrale tegmentale gebied, of VTA, een bron van dopamine en een centrale speler in de interne motivatie- en beloningssystemen van de hersenen.
"We hebben voor het eerst dopamine-neuronen in de VTA rechtstreeks gekoppeld aan het beheersen en verlichten van deze zeer verschillende en diverse symptomen,"
zei Deisseroth, de senior auteur van de studie en een professor in biotechniek en psychiatrie en gedragswetenschappen.
"Hoewel depressie een complexe ziekte is met nog veel onbekende factoren, kan deze kennis helpen bij het lanceren van nieuwe soorten onderzoek naar de paden van depressie in de hersenen en bij het ontwikkelen van concepten om mensen die aan een depressie lijden te helpen."
Het team van Deisseroth was in staat om meerdere depressieachtige symptomen bij laboratoriummuizen zowel te induceren als te verlichten door de dopamine-neuronen in de VTA genetisch te modificeren om gevoelig te zijn voor licht. Met behulp van glasvezelkabels die in de hersenen van knaagdieren werden gestoken, konden ze onmiddellijk de depressieachtige symptomen produceren en remmen door het licht aan en uit te zetten. Deze onderzoekstechniek, ontwikkeld door Deisseroth aan Stanford in 2005, staat bekend als optogenetica.
Het team onderzocht muizen in een depressieve-achtige, lage motivatietoestand geïnduceerd door milde stressoren wiens VTA-neuronen optogenetisch waren gemodificeerd.
“Bij lichtstimulatie aan de VTA-dopamine-neuronen vertoonden deze muizen een sterke toename van ontsnappingsgedrag. Ze deden onmiddellijk hun best om uit uitdagende situaties te komen - ze keerden terug naar een normaal niveau van inspanning vanuit de depressieve toestand waarin ze zich bevonden, "
legde Deisseroth uit.
Evenzo, zei hij, toen de keuze van suikerwater boven de vlakte werd aangeboden, kozen de muizen die in een depressieve-achtige toestand waren, het suikerwater met veel grotere frequentie wanneer hun VTA-dopamineneuronen door verlichting werden gestimuleerd. Ze kozen ervoor om plezier te ervaren - terug naar normale niveaus.
Tot slot, en opmerkelijk genoeg, merkte Deisseroth op, optogenetisch remmend op de VTA-dopamineneuronen in plaats van te stimuleren, veroorzaakt, in plaats van gecorrigeerd, beide soorten depressiesymptomen - ogenblikkelijk en reversibel.
"Deze resultaten impliceerden direct een enkele klasse van neuronen in een enkel hersengebied - ventrale tegmentale dopamine-neuronen - bij het produceren en verlichten van zeer verschillende depressiegerelateerde symptomen, waarmee een mysterie in de pathofysiologie van de ziekte werd aangepakt," zei Deisseroth.
En toch bleef er nog een belangrijke vraag over: Wat doen de dopamine-neuronen van VTA aan stroomafwaartse circuits? Met andere woorden, hoe worden de depressiegerelateerde controlesignalen uitgelezen?
Om deze vragen te beantwoorden, gingen de onderzoekers vervolgens een stap verder met het in kaart brengen van de effecten van dopamine-neuronactiviteit in de VTA op de nucleus accumbens, een hersencentrum waarvan gedacht werd dat het verschillende functies van plezier zou beïnvloeden, en waarschijnlijk de plaats van actie voor verslavende drugs net zoals natuurlijk beloningen. Het zien van een verandering in de nucleus accumbens zou informatie verschaffen over het mechanisme voor de manifestatie van VTA dopamine-neuronen in de hersenen.
“We hebben inderdaad vastgesteld dat de elektrofysiologische weergave van de werking in de nucleus accumbens in feite fundamenteel wordt veranderd door activering van VTA dopamine-neuronen. Als we de VTA-dopamine-neuronen activeren, beïnvloedt het de codering van de nucleus accumbens voor fysieke, gemotiveerde actie, "
benadrukte Deisseroth. Samen vormden deze resultaten een lang gezocht inzicht op circuitsniveau over de oorzaken en de aard van depressiegerelateerd gedrag.
Hoewel de resultaten aanzienlijk zijn, waarschuwde Deisseroth, die ook een praktiserend psychiater is, dat depressie en andere psychische aandoeningen complex zijn, multidimensionaal en variëren van patiënt tot patiënt. De symptomen van depressie worden zeker beïnvloed door vele neurale circuits, zei hij.
“Desalniettemin is het VTA-dopaminecircuit dat we hebben bestudeerd erg vergelijkbaar bij zowel knaagdieren als mensen. En we hebben aangetoond dat de neuronen in dit circuit specifiek verschillende symptomen van depressie veroorzaken, corrigeren en coderen. Dit is een aanzienlijke vooruitgang in ons begrip van de biologische onderbouwing van depressie en aanverwant gedrag, met veelbelovende implicaties voor toekomstig onderzoek, "
zei Deisseroth.
Een recent onderzoek, vorige week gepubliceerd door onderzoekers van de University of Queensland in Australië, vond het mechanisme achter waarom lichaamsbeweging het aantal stamcellen verhoogt dat actief nieuwe zenuwcellen in de hersenen genereert, die de achteruitgang die normaal wordt waargenomen bij het ouder worden, omkeert.
"We hebben ontdekt dat groeihormoon (GH), oorspronkelijk ontdekt als een krachtige stimulator van de groei van dieren, verhoogd is in de hersenen van het rennen van dieren en dit stimuleert de activering van nieuwe neurale stamcellen,"
QBI-wetenschapper dr. Daniel Blackmore zei.
De studie werd uitgevoerd bij oudere muizen, die dezelfde cognitieve achteruitgang vertonen als mensen.
Als je je cognitieve vermogens wilt verbeteren, een gezond brein hebt en de manier waarop je je voelt over het leven verbetert en verbetert PCOS symptomen door insulinegevoeligheid verbeteren, het antwoord ligt dus in het zonnebaden en wat bewegen!
Bronnen:
Chaudhury, Dipesh. (2012-12-12) Snelle regulatie van depressiegerelateerd gedrag door controle van dopamineneuronen van de middenhersenen. Natuur, 351. DOI: 10.1038 / nature11713
Tye, Kay M. (2012-12-12) Dopamine-neuronen moduleren neurale codering en expressie van depressiegerelateerd gedrag. Natuur, 2877. DOI: 10.1038 / nature11740
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-12/sumc-rir121112.php
Blackmore DG, Vukovic J, Waters MJ en Bartlett PF. (2012) GH bemiddelt Oefeningafhankelijke activering van SVZ neurale precursorcellen in verouderde muizen. PloS one, 7 (11). PMID: 23209615
;
