Nowe skany MRI ujawniają cechy mózgu związane z depresją
Niedawne postępy w skanowaniu mózgu mogą przynieść mile widziane wiadomości osobom z depresją. Wydaje się, że dwa nowe typy MRI są w stanie dostrzec różne cechy mózgu tego schorzenia.
Naukowcy twierdzą, że ich odkrycia pogłębiają wiedzę o tym, jak depresja wpływa na mózg i powinny prowadzić do lepszych metod leczenia.
Jeden z nowych typów MRI ujawnia różnice w barierze krew-mózg (BBB), a drugi podkreśla różnice w złożonej sieci połączeń mózgu.
Naukowcy niedawno zastosowali nowatorskie technologie rezonansu magnetycznego u osób z ciężkimi zaburzeniami depresyjnymi (MDD) lub bez nich.
Prezentacje na temat wyników zostaną przedstawione w tym tygodniu podczas RSNA 2019, 105. dorocznego spotkania Towarzystwa Radiologicznego Ameryki Północnej, które odbywa się w Chicago w stanie Illinois.
Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) depresja dotyka ponad 264 milionów ludzi na całym świecie.
Depresja i BBB
Depresja to coś więcej niż smutek, którego większość ludzi doświadcza w życiu codziennym. Może to być poważny stan zdrowia, zwłaszcza gdy objawy się utrzymują. Najpoważniejsze formy depresji mogą prowadzić do samobójstwa.
Utrata zainteresowania codziennymi czynnościami, poczucie beznadziejności i zmęczenie to jedne z głównych objawów MDD.
Chociaż naukowcy wiedzą, że zmiany w mózgu towarzyszą objawom MDD, ich zrozumienie podstawowych mechanizmów jest niewystarczające, aby sprostać pilnej potrzebie lepszych metod leczenia.
Dr Kenneth T. Wengler, badacz z Wydziału Psychiatrii Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku, był pierwszym autorem badania, w którym zbadano powiązania między MDD a zmianami w BBB.
„Niestety” - mówi Wengler - „przy obecnych metodach leczenia [na MDD] istnieje duże prawdopodobieństwo nawrotu lub nawrotu”.
„Aby opracować nowe, skuteczniejsze metody leczenia, musimy lepiej zrozumieć tę chorobę” - dodaje.
BBB to wyjątkowy zestaw właściwości naczyń krwionośnych mózgu, które pozwalają im kontrolować ruch cząsteczek i komórek między nimi a tkankami, którym służą.
BBB chroni mózg przed szkodliwymi toksynami i patogenami, które mogą znajdować się w krwiobiegu.
Zmniejszona przepuszczalność wody w BBB
Wengler i współpracownicy zastosowali nowy typ rezonansu magnetycznego, który sami opracowali. Metoda, którą nazwali „wewnętrznym kodowaniem dyfuzyjnym spinów znakowanych tętnicami”, czyli IDEALS, umożliwia naukowcom badanie ruchu wody przez BBB.
Wykorzystali nowy rezonans magnetyczny do zbadania BBB 14 osób z MDD i 14 zdrowych uczestników kontroli.
Skany mózgów uczestników wykazały, że osoby z MDD miały zmniejszoną przepuszczalność wody w swoich BBB; woda rzadziej przemieszczała się z ich naczyń krwionośnych do tkanki mózgowej niż u osób zdrowych.
Różnica w przepuszczalności wody przez BBB była szczególnie wyraźna w dwóch obszarach mózgu: w ciele migdałowatym i hipokampie. Poprzednie badania obrazowe u osób z MDD również zwróciły uwagę na te dwa regiony.
„Zaobserwowaliśmy przerwanie bariery krew-mózg w obszarach istoty szarej, o których wiadomo, że uległy zmianie w [MDD]” - wyjaśnia Wengler.
Zakłócenie łączności
Drugie badanie dotyczyło zakłóceń w tym, co naukowcy nazywają konektomem, czyli „kompletną, punkt-punktową łączność przestrzenną ścieżek neuronowych w mózgu”.
Poprzednie badania, w których badano konektom w odniesieniu do MDD, skupiały się na łączeniach między regionami mózgu.
Nowe badanie jest inne, ponieważ pozwala głębiej przyjrzeć się konektomowi w obszarach mózgu.
Pierwszym autorem był dr Guoshi Li, badacz z Image Display, Enhancement and Analysis Group na University of North Carolina School of Medicine w Chapel Hill.
Li i współpracownicy zastosowali funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) wraz z nowym narzędziem zwanym wieloskalową strukturą inwersji modelu neuronowego. Użyli nowej metody do przeskanowania 66 osób dorosłych z MDD i 66 zdrowych uczestników grupy kontrolnej.
Techniki te pozwoliły zespołowi przyjrzeć się aktywności w mikroskopijnych obwodach w odniesieniu do aktywności mózgu na dużą skalę. Ocenili pobudzenie i hamowanie w obwodach komórek mózgowych. Zdrowy mózg działa najlepiej, gdy istnieje równowaga między pobudzeniem a zahamowaniem.
Wyniki badania fMRI wykazały, że w grzbietowej bocznej korze przedczołowej osoby z MDD miały inne wzorce pobudzenia i hamowania w porównaniu z osobami bez MDD.
Grzbietowa boczna kora przedczołowa to obszar mózgu, który pomaga regulować samokontrolę i emocje. Jego funkcja obejmuje regulację ciała migdałowatego. Naukowcy od dawna wierzą, że objawy depresji mogą pojawić się, gdy mózg nie hamuje prawidłowo ciała migdałowatego.
„W naszym badaniu” - mówi Li - „odkryliśmy, że pobudzenie i hamowanie w obszarach mózgu kontrolujących funkcje wykonawcze i regulację emocji u pacjentów z MDD było zmniejszone”.
„Sugeruje to, że funkcje kontrolne w MDD są upośledzone, co może prowadzić do podwyższonych odpowiedzi w ciele migdałowatym, co skutkuje zwiększonym niepokojem i innymi negatywnymi nastrojami” - dodaje.
Naukowcy odkryli również, że inny obszar mózgu zaangażowany w regulację emocji, wzgórze, ma tendencję do wykazywania wyższego nawracającego pobudzenia u osób z MDD.
Li mówi, że nowe odkrycia pomogą naukowcom zgłębić głębsze cechy połączeń mózgowych związane z depresją. Wyjaśnia, że do tej pory jedyne, co mieli, to „powierzchowne zrozumienie łączności”.
„Ta metoda pozwala nam zidentyfikować upośledzoną łączność w każdym regionie mózgu, co czyni ją potencjalnie potężniejszym narzędziem do badania neuromechanizmu zaburzeń mózgu i opracowywania skuteczniejszej diagnozy i leczenia”.
Dr Guoshi Li
Program RSNA 2019 zawiera następujące szczegóły dotyczące dwóch badań, które nie zostały jeszcze opublikowane w recenzowanych czasopismach:
Na sesji SSM19-05 w środę, 4 grudnia 2019 r. Zaprezentowano „Zakłócenie przepuszczalności wody przez barierę krew-mózg w poważnym zaburzeniu depresyjnym”.
„Wieloskalowe modelowanie połączeń międzyregionalnych i międzyregionalnych oraz ich zmian w poważnych zaburzeniach depresyjnych” zostało zaprezentowane na sesji SSJ19-04 we wtorek, 3 grudnia 2019 r.
