Dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York y la Universidad de Szeged en Hungría, un nuevo estudio en ratones y ratas encontró que restaurar ciertas señales en una región del cerebro que procesa los olores contrarresta la depresión.
Publicando en el diario Neurona en línea el 9 de mayo, los resultados del estudio giran en torno a las células nerviosas (neuronas), que «disparan» (o emiten señales eléctricas) para transmitir información. En los últimos años, los investigadores descubrieron que la comunicación efectiva entre regiones del cerebro requiere que grupos de neuronas sincronicen sus patrones de actividad en períodos repetitivos (oscilaciones) de silencio conjunto seguido de actividad conjunta. Uno de esos ritmos, llamado «gamma», se repite unas 30 veces o más en un segundo y es un patrón de tiempo importante para la codificación de información compleja, que potencialmente incluye emociones.
Aunque sus causas aún no se conocen bien, la depresión se refleja en cambios en la oscilación gamma, según estudios anteriores, como un marcador electrofisiológico de la enfermedad en las regiones del cerebro que manejan el sentido del olfato, que también se han relacionado con las emociones. Estas regiones incluyen el bulbo olfatorio adyacente a la cavidad nasal, que se cree que es una fuente y un «conductor» de oscilaciones gamma en todo el cerebro.
Para probar esta teoría, los autores del estudio actual cerraron la función de la bombilla usando técnicas genéticas y de señalización celular, observaron un aumento relacionado de comportamientos similares a la depresión en los roedores del estudio y luego revirtieron estos comportamientos usando un dispositivo que aumentó las señales gamma del cerebro a su ritmo natural.
«Nuestros experimentos revelaron un vínculo mecánico entre la actividad gamma deficiente y la disminución del comportamiento en modelos de depresión en ratones y ratas, con cambios de señal en los sistemas límbico olfativo y conectado similares a los observados en pacientes deprimidos», dice el autor correspondiente del estudio, Antal Berényi, MD. , PhD, profesor asistente adjunto en el Departamento de Neurociencia y Fisiología de NYU Langone Health. «Este trabajo demuestra el poder de la mejora gamma como un enfoque potencial para contrarrestar la depresión y la ansiedad en los casos en que los medicamentos disponibles no son efectivos».
El trastorno depresivo mayor es una enfermedad psiquiátrica grave común que a menudo es resistente a la terapia con medicamentos, dicen los investigadores. La prevalencia de la afección ha aumentado drásticamente desde el comienzo de la pandemia, con más de 53 millones de casos nuevos estimados.
Ondas gamma vinculadas a las emociones
Los cambios que causan enfermedades en el momento y la fuerza de las señales gamma, posiblemente causados por infecciones, traumatismos o fármacos, desde el bulbo olfatorio hasta otras regiones cerebrales del sistema límbico, como la corteza piriforme y el hipocampo, pueden alterar las emociones. Sin embargo, el equipo de investigación no está seguro de por qué. En una teoría, la depresión surge, no dentro del bulbo olfatorio, sino en cambios en sus patrones gamma salientes hacia otros objetivos cerebrales.
La eliminación del bulbo representa un modelo animal más antiguo para el estudio de la depresión mayor, pero el proceso causa daño estructural que puede nublar la visión de los investigadores sobre los mecanismos de la enfermedad. Por lo tanto, el equipo de investigación actual diseñó un método reversible para evitar el daño, comenzando con una sola hebra de ADN diseñada encapsulada en un virus inofensivo, que cuando se inyectó en las neuronas en los bulbos olfativos de los roedores hizo que las células construyeran ciertos receptores de proteínas en sus células. superficies.
Esto permitió a los investigadores inyectar a los roedores una droga, que se extendió por todo el sistema, pero solo cerró las neuronas en el bulbo que había sido diseñado para tener los receptores sensibles a las drogas diseñados. De esta forma, los investigadores podrían desactivar de forma selectiva y reversible la comunicación entre las regiones cerebrales del bulbo asociado. Estas pruebas revelaron que la supresión crónica de las señales del bulbo olfativo, incluida la gamma, no solo indujo comportamientos depresivos durante la intervención, sino también durante los días posteriores.
Para mostrar el efecto de la pérdida de la oscilación gamma en el bulbo olfativo, el equipo utilizó varias pruebas estándar de depresión en roedores, incluidas medidas de la ansiedad que es uno de sus síntomas principales. El campo reconoce que los modelos animales de condiciones psiquiátricas humanas serán limitados, por lo que utiliza una batería de pruebas para medir los comportamientos depresivos que han demostrado su utilidad a lo largo del tiempo.
Específicamente, las pruebas observaron cuánto tiempo pasaban los animales en un espacio abierto (una medida de ansiedad), si dejaban de nadar antes cuando estaban sumergidos (mide la desesperación), si dejaban de beber agua azucarada (disfrutaban menos de las cosas) y si se negaron a entrar en un laberinto (evitó situaciones estresantes).
A continuación, los investigadores utilizaron un dispositivo hecho a medida que registraba las oscilaciones gamma naturales del bulbo olfativo y enviaba esas señales de ritmo de regreso al cerebro de los roedores como estimulación eléctrica de circuito cerrado. El dispositivo pudo suprimir la gamma en animales sanos o amplificarla. La supresión de las oscilaciones gamma en el lóbulo olfativo indujo comportamientos parecidos a la depresión en humanos. Además, la alimentación de una señal amplificada del bulbo olfativo de vuelta a los cerebros de ratas deprimidas restauró la función gamma normal en el sistema límbico y redujo los comportamientos depresivos en un 40 por ciento (casi a lo normal).
«Nadie sabe todavía cómo los patrones de activación de las ondas gamma se convierten en emociones», dice el autor principal del estudio, György Buzsáki, MD, PhD, profesor de Biggs en el Departamento de Neurociencia y Fisiología de NYU Langone Health y miembro de la facultad en Neurociencia. Instituto. «En el futuro, trabajaremos para comprender mejor este vínculo en el bulbo y en las regiones a las que se conecta, a medida que cambia el comportamiento».
Junto con Berényi y Buzsáki, el estudio fue dirigido por Orrin Devinsky, MD, profesor en el Departamento de Neurología de NYU Langone y director de su Centro Integral de Epilepsia. Berényi también es investigador principal del Grupo de investigación de redes neuronales oscilatorias Momentum, Departamento de Fisiología de la Universidad de Szeged en Hungría, junto con los primeros autores del estudio Qun Li y Yuichi Takeuchi, y los autores Jiale Wang, Levente Gellért, Livia Barcsai, Lizeth Pedraza, Anett Nagy, Gábor Kozák, Gyöngyi Horváth, Gabriella Kékesi and Magor L?rincz. Los autores del estudio, Shinya Nakai y Masahiro Ohsawa, trabajan en el Departamento de Neurofarmacología de la Escuela de Graduados en Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de la Ciudad de Nagoya en Japón. Takeuchi también es profesor en el Departamento de Fisiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de la Ciudad de Osaka y en la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Hokkaido en Japón. También los autores del estudio fueron Shigeki Kato y Kazuto Kobayashi Departamento de Genética Molecular, Instituto de Ciencias Biomédicas de la Facultad de Medicina de la Universidad Médica de Fukushima en Japón.
