Ny forskning lyfter fram sambandet mellan dopamin och depression
Ett team av forskare vid Stanford har framgångsrikt framkallat och lindrat depressionsliknande brister i både njutning och motivation hos möss genom att kontrollera en del av hjärnan som kallas ventral tegmental område. Den delen av hjärnan är en källa till dopamin och en central aktör i hjärnans inre motivation och belöningssystem.
Detta är ett betydande framsteg i vår förståelse av den biologiska grunden för depression och relaterade beteenden, med lovande konsekvenser för framtida forskning
Mer information om studien erbjuds i en frigöra:
[Forskare kunde] både inducera och lindra flera depressionsliknande symtom hos laboratoriemöss genom att genetiskt modifiera dopaminneuronerna i VTA för att vara känsliga för ljus. Med hjälp av fiberoptiska kablar insatta i gnagares hjärnor kunde de sedan omedelbart producera och hämma de depressionsliknande symtomen genom att tända och släcka ljuset. Denna forskningsteknik, utvecklad av Deisseroth vid Stanford 2005, är känd som optogenetik.
Teamet undersökte möss i ett deprimerat, lågmotiverat tillstånd inducerat av milda stressfaktorer vars VTA-neuroner hade modifierats optogenetiskt. "När de gavs ljusstimulering till VTA-dopaminneuronerna, visade dessa möss en robust ökning av flyktrelaterat beteende. De försökte omedelbart hårdare för att ta sig ur utmanande situationer – och vände tillbaka till normala ansträngningsnivåer från det deprimerade tillstånd de var i”, förklarade Deisseroth.
Stanford bioingenjör och senior författare av studien Karl Deisseroth, MD, PhD, kommenterade betydelsen av fynden och sa: "Dessa resultat inblandade direkt en enda klass av neuroner i en enda hjärnregion - ventrala tegmentala dopaminneuroner - i att både producera och lindra mycket olika depressionsrelaterade symtom, och behandla en mysterium i sjukdomspatofysiologi."
Medan resultat (prenumeration krävs) är anmärkningsvärda, varnade Deisseroth för att depression och andra psykiska sjukdomar är komplexa, flerdimensionella tillstånd som varierar mellan patienter. Men, sa han,
…VTA-dopaminkretsen vi studerade är väldigt lika hos både gnagare och människor. Och vi har visat att neuronerna i denna krets specifikt orsakar, korrigerar och kodar för olika symptom på depression. Detta är ett betydande framsteg i vår förståelse av den biologiska grunden för depression och relaterade beteenden, med lovande konsekvenser för framtida forskning.
Tidigare: Att använda ljus för att bättre förstå psykisk ohälsa
Forskare framkallar och lindrar depression med hjälp av ljus hos möss
Forskare från Stanford University har för första gången framgångsrikt använt ljus stimulering av ett område av hjärnan hos möss för att inducera och sedan lindra depression-liknande symtom på bristande njutning och bristande motivation. Resultaten publiceras i numret av den prestigefyllda vetenskapstidskriften den 12 december Natur.
Bland dem som lider av depression har den dubbla oförmågan att uppleva njutning av saker som en gång var njutbara och att fysiskt motivera sig själv - att möta utmaningar, eller till och med gå upp ur sängen på morgonen - dokumenterats i årtionden, även om det har varit mystiskt varför dessa mycket olika typer av symtom dyker upp tillsammans och försvinner också tillsammans när depression behandlas framgångsrikt.
Man har misstänkt att hjärnkemikalien dopamin kan vara en nyckelspelare i sjukdomen. Och ändå, under den långa historien av studiet av depression, har ingen tydligt kunnat knyta ihop dessa nyckelbegrepp, förrän nu.
Forskningen belyser några av de möjliga mekanismerna bakom säsongsbetonad affektiv störning, mer allmänt känd under sin förkortning av SAD, som är utbredd i områden som upplever en svår eller utdragen vintersäsong.
Forskare vid Stanford University har framgångsrikt inducerat och lindrat depressionsliknande brister i både njutning och motivation hos möss genom att bara kontrollera ett enda område av hjärnan som kallas det ventrala tegmentala området. Det är första gången som väldefinierade typer av neuroner inom en specifik hjärnregion har kopplats direkt till kontrollen av otaliga symptom på allvarlig depressiv sjukdom.
Stanford University School of Medicine rankas konsekvent bland landets främsta medicinska skolor, och integrerar forskning, medicinsk utbildning, patientvård och samhällsservice. För fler nyheter om skolan, besök http://mednews.stanford.edu. Medicinska skolan är en del av Stanford Medicine, som inkluderar Stanford Hospital & Clinics och Lucile Packard Children's Hospital.
Stanfords bioingenjör Karl Deisseroth, MD, PhD, och ett team inklusive postdoktorerna Kay Tye, PhD, och Melissa Warden, PhD, och forskningsassistent Julie Mirzabekov har använt en teknik som kallas optogenetik för att lokalisera en specifik hjärnplats som producerar flera depressionsliknande symtom.
Stanford School of Engineering har legat i framkanten av innovation i nästan ett sekel, och skapat nyckelteknologier och företag som har förändrat världarna av teknologi, medicin, energi och kommunikation och lagt grunden för Silicon Valley. Skolan främjar modern vetenskap och teknik genom undervisning och forskning. Skolan är hem för nio institutioner, 245 fakulteter och mer än 4,000 XNUMX studenter, som tar itu med världens mest akuta problem inom områden som människors hälsa och miljömässig hållbarhet.
Regionen i fråga är det ventrala tegmentala området, eller VTA, en källa till dopamin och en central aktör i hjärnans inre motivation och belöningssystem.
"Vi har för första gången direkt kopplat dopaminneuroner i VTA till att kontrollera och lindra dessa mycket olika och olika symtom,"
sade Deisseroth, studiens seniorförfattare och professor i bioteknik och psykiatri och beteendevetenskap.
"Medan depression är en komplex sjukdom med fortfarande många okända, kan denna kunskap hjälpa till att starta nya typer av undersökningar av depressionsvägarna i hjärnan och utveckla koncept för att hjälpa människor som lider av depression."
Deisseroths team kunde både inducera och lindra flera depressionsliknande symtom hos laboratoriemöss genom att genetiskt modifiera dopaminneuronerna i VTA för att vara känsliga för ljus. Med hjälp av fiberoptiska kablar insatta i gnagares hjärnor kunde de sedan omedelbart producera och hämma de depressionsliknande symtomen genom att tända och släcka ljuset. Denna forskningsteknik, utvecklad av Deisseroth vid Stanford 2005, är känd som optogenetik.
Teamet undersökte möss i ett deprimerat, lågmotiverat tillstånd inducerat av milda stressfaktorer vars VTA-neuroner hade modifierats optogenetiskt.
"När de gavs ljusstimulering till VTA-dopaminneuronerna, visade dessa möss en robust ökning av flyktrelaterat beteende. De försökte omedelbart hårdare för att ta sig ur utmanande situationer – att gå tillbaka till normala ansträngningsnivåer från det deprimerade tillstånd de var i.”
förklarade Deisseroth.
På samma sätt, sade han, när de erbjöds valet av sockervatten framför vanligt, valde mössen som hade varit i ett deprimerat tillstånd sockervattnet med mycket högre frekvens när deras VTA-dopaminneuroner stimulerades av belysning. De valde att uppleva njutning - tillbaka till normala nivåer.
Slutligen, och anmärkningsvärt, noterade Deisseroth, att optogenetiskt hämma VTA-dopaminneuronerna istället för att stimulera dem orsakade, snarare än korrigerade, båda typerna av depressionssymptom - omedelbart och reversibelt.
"Dessa resultat implicerade direkt en enda klass av neuroner i en enda hjärnregion - ventrala tegmentala dopaminneuroner - i att både producera och lindra mycket olika depressionsrelaterade symtom, vilket tar itu med ett mysterium i sjukdomens patofysiologi", säger Deisseroth.
Och ändå återstod en annan nyckelfråga: Vad gör VTA-dopaminneuronerna med nedströmskretsar? Med andra ord, hur läses de depressionsrelaterade styrsignalerna ut?
För att besvara dessa frågor tog forskarna sedan arbetet ett steg längre genom att kartlägga effekterna av dopaminneuronaktivitet i VTA på nucleus accumbens, ett hjärncentrum som tros påverka olika funktioner för nöje, och troligen platsen för verkan av beroendeframkallande droger. såväl som naturlig belöningar. Att se en förändring i nucleus accumbens skulle ge information om mekanismen för hur VTA dopaminneuroneffekter manifesteras i hjärnan.
"Vi har faktiskt fastställt att den elektrofysiologiska representationen av verkan i nucleus accumbens faktiskt förändras i grunden av VTA-dopaminneuronaktivering. Om vi aktiverar VTA-dopaminneuronerna påverkar det nucleus accumbens kodning av fysisk, motiverad handling.”
betonade Deisseroth. Tillsammans representerade dessa resultat en länge eftersökt insikt på kretsnivå i orsakerna till och karaktären av depressionsrelaterat beteende.
Även om resultaten är betydande, varnade Deisseroth, som också är praktiserande psykiater, för att depression och andra psykiska sjukdomar är komplexa, flerdimensionella och varierar från patient till patient. Symptomen på depression påverkas verkligen av många neurala kretsar, sa han.
"Icke desto mindre är VTA-dopaminkretsen vi studerade mycket lika hos både gnagare och människor. Och vi har visat att neuronerna i denna krets specifikt orsakar, korrigerar och kodar för olika symptom på depression. Detta är ett betydande framsteg i vår förståelse av den biologiska grunden för depression och relaterade beteenden, med lovande konsekvenser för framtida forskning."
sa Deisseroth.
En nyligen genomförd studie, publicerad förra veckan av forskare vid University of Queensland i Australien, fann mekanismen bakom varför fysisk träning ökar antalet stamceller som aktivt genererar nya nervceller i hjärnan, vilket vänder den nedgång som normalt observeras när djuren åldras.
"Vi har funnit att tillväxthormon (GH) som ursprungligen upptäcktes som en potent stimulator för djurtillväxt ökar i hjärnan hos löpande djur och detta stimulerar aktiveringen av nya neurala stamceller."
QBI-forskaren Dr Daniel Blackmore sa.
Studien utfördes på äldre möss, som visar samma kognitiva försämring som människor.
Om du vill förbättra dina kognitiva förmågor, ha en frisk hjärna och förbättra hur du känner för livet, samt minska PCOS symtom av förbättra insulinkänsligheten, svaret ligger därför i att komma ut i solskenet och träna lite!
Källor:
Chaudhury, Dipesh. (2012-12-12) Snabb reglering av depressionsrelaterade beteenden genom kontroll av mellanhjärnans dopaminneuroner. Nature, 351. DOI: 10.1038/nature11713
Tye, Kay M. (2012-12-12) Dopaminneuroner modulerar neural kodning och uttryck av depressionsrelaterat beteende. Nature, 2877. DOI: 10.1038/nature11740
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-12/sumc-rir121112.php
Blackmore DG, Vukovic J, Waters MJ, & Bartlett PF. (2012) GH medierar träningsberoende aktivering av SVZ neurala prekursorceller i åldrade möss. PloS ett, 7(11). PMID: 23209615
;
