Eine Überaktivität im subgenuellen anterioren cingulären Kortex des Gehirns ist wahrscheinlich eine Ursache für Depressionen und Angstzustände. ESB Professional / Shutterstock
Obwohl Depressionen und Angst beeinflussen Millionen Leute Weltweit wissen wir noch viel nicht über sie. Tatsächlich verstehen wir immer noch nicht vollständig, welche Gehirnregionen an Depressionen und Angstzuständen beteiligt sind und wie sie sich zwischen Menschen mit unterschiedlichen Symptomen unterscheiden. Das Verständnis, wie oder warum diese Unterschiede auftreten, ist für die Entwicklung besserer Behandlungen von grundlegender Bedeutung.
Bisher kennen wir den Teil des Frontallappens des Gehirns, den präfrontalen Kortexzeigt oft Aktivitätsänderungen bei Menschen mit Depressionen und Angstzuständen. Teile, die an der Wahrnehmung und Regulierung von Emotionen beteiligt sind, sind unteraktiv, während andere Teile, die an der Erzeugung von Emotionen und den inneren Körperfunktionen beteiligt sind, überaktiv sind.
Eine Schlüsselregion, die sich bei Menschen mit Depressionen und Angstzuständen als überaktiv erwiesen hat, ist der subgenuelle anteriore cinguläre Kortex (sgACC), von dem angenommen wird, dass er an emotionalen Reaktionen beteiligt ist. Neuroimaging-Studien zeigen jedoch nur eine Korrelation und sagen uns nicht, dass die Überaktivität eines der Symptome verursacht. Aber unsere neue Forschung hat festgestellt, dass eine Überaktivierung des sgACC Symptome von Depressionen und Angstzuständen hervorruft und die Kausalität hervorhebt.
Für unsere Studie verwendeten wir Krallenaffen (eine Art Primat), da ihr Gehirn dem Gehirn eines Menschen sehr ähnlich ist. Wir haben festgestellt, dass Überaktivität in dieser Region mehrere Hauptmerkmale von Stimmungs- und Angststörungen verursacht, insbesondere wie reaktiv sie auf Bedrohungen reagieren. Ihre Reaktion auf Bedrohungen ist wichtig, da Patienten mit Depressionen und Angstzuständen Situationen eher negativ wahrnehmen und darauf reagieren.
Um sgACC zu überaktivieren, haben wir winzige Hohlrohre - sogenannte Kanülen - in das Gehirn der Krallenaffen implantiert. Wir haben dann kleine Mengen eines Arzneimittels in sgACC infundiert, um die Erregbarkeit zu erhöhen, ohne die Funktion in anderen Hirnregionen zu beeinträchtigen oder zu stören. Wir haben auch ein kleines drahtloses Gerät in eine Arterie implantiert, um den Blutdruck und die Herzfrequenz zu messen.
Bevor wir sgACC überaktivierten, trainierten wir die Krallenaffen, um einen bestimmten Ton mit dem Vorhandensein einer Gummischlange zu assoziieren, die Krallenaffen als bedrohlich empfinden. Nachdem sie diese Assoziation gelernt hatten, zeigten die Krallenaffen Angst und hatten einen höheren Blutdruck, als sie den Ton hörten. Wir haben dann den Ton ohne die Schlange präsentiert, um diese Assoziation zu brechen. Auf diese Weise konnten wir messen, wie schnell die Krallenaffen ihre Angstreaktion mit und ohne sgACC-Überaktivierung dämpfen konnten.
Ohne Überaktivierung regulierten Krallenaffen ihre Bedrohungsreaktion innerhalb von Minuten, wenn sie den Ton ohne Schlange hörten. Aber nach Überaktivierung von sgACC zeigten Krallenaffen viel länger ängstliches Verhalten und höheren Blutdruck. Sie waren auch weiterhin besorgt über andere Arten von Bedrohungen (in Form eines unbekannten Menschen). Diese Reaktion zeigte, dass sie ihre Bedrohungsreaktionen nicht länger dämpfen konnten. Die Unfähigkeit, Emotionen zu regulieren, tritt auch bei vielen Patienten mit Angstzuständen und Depressionen auf.
Diese Erkenntnisse bauen auf unseren frühere Arbeit Dies zeigte, dass eine Überaktivität von sgACC die Vorfreude und Motivation für Belohnungen verringert und die Anhedonie (Unfähigkeit, Vergnügen zu empfinden) widerspiegelt, die bei Depressionen auftritt. Dies deutet darauf hin, dass eine Überaktivität von sgACC zwei der Kernsymptome bei Depressionen verursachen kann - negative Emotionen (einschließlich Angstzuständen) und mangelndes Vergnügen.
Herzkrankheiten und Depressionen
Eine weitere offene Frage ist, warum Menschen mit Depressionen auch haben erhöhtes Risiko für Herzerkrankungen. Während es zweifellos einen Lebensstil und sozioökonomische Faktoren gibt, die Herzkrankheiten und Depressionen verbinden, wollten wir testen, ob eine Überaktivität von sgACC selbst die Herz-Kreislauf-Funktion stören kann. Wir dachten, diese Region könnte wichtig sein, weil sie mit dem Hirnstamm verbunden ist, der unsere Herzfrequenz und unseren Blutdruck reguliert.
Wir fanden heraus, dass die Überaktivität von sgACC nicht nur die Blutdruckreaktion von Krallenaffen auf Bedrohungen übertrieb, sondern auch die Herzfrequenz erhöhte und die Variabilität der Herzfrequenz auch in Ruhe verringerte. Die Herzfrequenzvariabilität ist ein wichtiges Maß dafür, wie schnell sich das Herz an Veränderungen in der Umgebung anpassen kann, insbesondere an Hinweise, die Belohnung oder Bestrafung vorhersagen.
Diese Veränderungen spiegeln einige der Herzfunktionsstörungen wider, die in beobachtet wurden Depression und Angst. Die erhöhte Herzfrequenz und die verringerte Variabilität der Herzfrequenz deuten darauf hin, dass eine Überaktivität in sgACC die Reaktion des Körpers auf „Kampf oder Flucht“ fördert, was - wenn es über lange Zeiträume andauert - das Herz zusätzlich belastet und möglicherweise erklärt erhöhte Inzidenz von Herzerkrankungen.
Ansprechen auf die Behandlung
Wir haben auch die Bildgebung des Gehirns verwendet, um die anderen Regionen zu untersuchen, die von sgACC-Überaktivität in bedrohlichen Situationen betroffen sind. Wir sahen eine erhöhte Aktivität in zwei Schlüsselbereichen des Stressnetzwerks des Gehirns, der Amygdala und dem Hypothalamus. Im Gegensatz dazu wurde in Teilen des lateralen präfrontalen Kortex eine verminderte Aktivität beobachtet, die die emotionalen Reaktionen reguliert und bei Depressionen unteraktiv ist. Diese Änderungen waren sehr unterschiedlich zu denen, die nach einer Überaktivierung während a beobachtet wurden lohnende Situation.
Das Wissen um diese Unterschiede kann der Schlüssel sein, um zu verstehen, welche Behandlungen in Abhängigkeit von den Symptomen eines Patienten am effektivsten sind. Dies führte uns dann zu der Untersuchung, warum manche Menschen auf Antidepressiva reagieren, andere nicht. Die häufigste Art von Antidepressiva sind selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRIs). Aber bis zu einem Drittel von Menschen, die Antidepressiva einnehmen, sind behandlungsresistent - was bedeutet, dass sie nicht auf sie reagieren. Für diese Menschen sind dringend neue Behandlungen erforderlich.
Ketamin hat sich bei der erfolgreichen Behandlung von Menschen mit behandlungsresistenter Depression als vielversprechend erwiesen - und wirkt innerhalb weniger Stunden, um die Symptome zu lindern. Zuvor hatten wir Ketamin effektiv gezeigt behandelte Anhedonie nachdem sgACC überaktiviert worden war.
In unserer kürzlich durchgeführten Studie haben wir jedoch festgestellt, dass Ketamin die erhöhten angstähnlichen Reaktionen der Krallenaffen gegenüber dem unbekannten Menschen nicht verbessern kann. Dies zeigt uns, dass verschiedene Depressions- und Angstsymptome unterschiedlich auf verschiedene Arten von Antidepressiva oder Behandlungen reagieren. Einerseits wurde Anhedonie durch Ketamin umgekehrt, Angst dagegen nicht.
Eine Überaktivierung von sgACC ist jedoch wahrscheinlich nur eine der Ursachen für Depressionen und Angstzustände. Andere haben möglicherweise die Aktivität in verschiedenen Regionen des präfrontalen Kortex verändert, die es auch sind mit Angst verbunden. Es ist noch ein langer Weg, bis wir die verschiedenen Ursachen für Depressionen und Angstzustände identifiziert haben und welche Behandlungen sie verbessern können. Unsere Forschung zeigt jedoch, dass für einige die gezielte Überaktivität von sgACC der Schlüssel zur Behandlung ihrer Symptome sein kann.
Über die Autoren
Laith Alexander, Akademischer Stiftungsarzt, University of Cambridge; Angela Charlotte Roberts, Professor für Verhaltensneurowissenschaften, University of Cambridge und Christliches Holz, Postdoktorand, Physiologie und Pharmakologie, University of Cambridge
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
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