Ученые выявили уникальную нейронную сигнатуру депрессии

Новое исследование выявило бета-частотную активность в передней поясной коре головного мозга, которая является ключом к тому, как вознаграждение влияет на поведение, что позволяет найти новые потенциальные методы лечения ангедонии при депрессии. Родители, учителя и владельцы домашних животных могут подтвердить, что вознаграждение играет важную роль в формировании поведения как у людей, так и у животных.

Вознаграждение, будь то съедобные лакомства, подарки, слова благодарности, похвала, слава или денежные выплаты, служит положительным подкреплением для соответствующего поведения. Эта корреляция между вознаграждением и будущим выбором является устоявшейся парадигмой в нейронаучных исследованиях уже более ста лет.

Однако нейронные процессы, лежащие в основе этого явления, а именно то, как мозг кодирует, запоминает и преобразует сигналы вознаграждения в желаемое поведение в будущем, остаются практически неизвестными.

Недавнее исследование, проведенное под руководством доктора Самира Шета, выявило нейронную активность бета-частот в передней поясной коре (ППК) лобной доли мозга как ключевой нейронный признак, лежащий в основе процессов, связанных с распознаванием вознаграждения и определением последующего выбора, а следовательно, и формированием будущего поведения.

Кроме того, в исследовании сообщается, что эта нейронная сигнатура изменяется у пациентов с депрессией, что открывает возможность использования этих нейронных сигналов в качестве нового биомаркера и потенциального инновационного пути для терапии.

Ангедония — основной симптом депрессии и других психических заболеваний. Люди получают удовольствие от различных видов физической и умственной деятельности, сенсорных ощущений, общения с семьей и друзьями.

Однако люди с депрессией часто испытывают чувство безнадежности, грусти или отчаяния в течение длительных периодов времени в связи с отстраненностью и ангедонией — медицинским термином, означающим потерю способности чувствовать радость или удовлетворение от деятельности и вещей, которые когда-то доставляли им удовольствие, что оказывает глубокое негативное влияние на качество их жизни.

Ангедония также связана с другими психическими и неврологическими расстройствами, такими как шизофрения и биполярное расстройство, наркомания, тревожность и болезнь Паркинсона. Традиционные антидепрессанты и стандартные методы лечения часто не могут адекватно устранить этот симптом у людей с тяжелой депрессией, не поддающейся лечению, и другими заболеваниями. Лучшее понимание ангедонии может помочь в разработке целенаправленных и более эффективных методов лечения депрессии и других заболеваний.

Реакция смещения вознаграждения регулируется бета-активностью в лобной доле. Чтобы выявить нейронную основу ангедонии, Шет и его коллеги записали и проанализировали нейронную активность из четырех областей мозга у 15 пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией, которые проходили инвазивный мониторинг для локализации зоны возникновения приступов.

Во время наблюдения за мозговой активностью пациенты выполняли задачу вероятностного вознаграждения (PRT) — проверенную поведенческую задачу, которая объективно измеряет ангедонию путем наблюдения за тонкими изменениями в поведении, связанными с вознаграждением.

«Мы обнаружили, что неравное распределение вознаграждения между двумя правильными ответами в этой задаче приводит к смещению реакции в сторону более часто вознаграждаемого стимула, — говорит ведущий автор исследования доктор Цзяян Сяо. — Мы обнаружили, что большинство людей изменяли свои последующие ответы, основываясь на обратной связи, чтобы сделать выбор, который, скорее всего, будет вознагражден, независимо от точности их ответов».

Более того, они обнаружили, что специфический сигнал — нейронные колебания в диапазоне бета-частот, исходящие из передней поясной коры в лобной доле мозга, — показывает устойчивую положительную корреляцию с поведением, связанным с предвзятым отношением к вознаграждению, и тесно связан с получением вознаграждения и его стоимостью.

Кроме того, они обнаружили, что эта специфическая область мозга участвует в оценке как стимулов вознаграждения, так и результатов, потенциально выступая в качестве критического узла с общим механизмом оценки вознаграждения.

«Наше исследование позволило ответить на давний фундаментальный вопрос нейронауки — какая конкретная область мозга и какой сигнал регулирует классическую реакцию предубеждения к вознаграждению, известным примером которой является павловское обусловливание, когда собаки учились ассоциировать звук звонка с едой», — сказал соавтор исследования доктор Бенджамин Хейден.

Далее Шет и его команда провели PRT у четырех человек с тяжелой депрессией, устойчивой к лечению. Они обнаружили, что в этой группе обработка вознаграждения в ППК была изменена.

У этих людей не наблюдалось типичной поведенческой реакции — предпочтения выбора, который чаще вознаграждается. Это наблюдение говорит об отсутствии предвкушения вознаграждения и о том, что их выбор был менее обусловлен обратной связью. В соответствии с этим изменением в поведении, ориентированном на вознаграждение, бета-активность в области ППК у этих людей была снижена и отсрочена.

«В этом исследовании мы определили бета-активность в ППК как потенциальный биомаркер ангедонии, — говорит Шет. — Такой биомаркер может принести много пользы, в том числе улучшить диагностику и мониторинг симптомов у пациентов с тяжелой депрессией и другими психическими заболеваниями, связанными с ангедонией. Более того, наши результаты дают возможность предположить, что модуляция бета-активности ППК может быть эффективным методом лечения ангедонии, и эту гипотезу мы планируем проверить в будущих клинических испытаниях».

Нейротехнологические достижения этого исследования развивались ранее невозможными темпами, отчасти благодаря финансированию Инициативы Национальных институтов здравоохранения по исследованию мозга через продвижение инновационных нейротехнологий, или Инициативы BRAIN.

«Это исследование является примером того, как исследования, финансируемые BRAIN, оказывают влияние на клинику, — сказал доктор Джон Нгаи, директор Инициативы NIH BRAIN. — Инновации в области сбора данных и индивидуализированной глубокой стимуляции мозга, продемонстрированные в этом исследовании, могут позволить создать новое поколение точных методов лечения».

Ранее исследование выявило взаимосвязь между депрессивными симптомами и ухудшением памяти у пожилых людей. Изучив данные за 16 лет, исследователи обнаружили двунаправленную связь: депрессивные симптомы могут привести к ухудшению памяти, а ухудшение памяти впоследствии может усилить депрессивные симптомы.