Άγχος και κατάθλιψη: Πειραματική θεραπεία αποκαθιστά τα «ελαττωματικά» κυκλώματα του εγκεφάλου

Η αναζήτηση αποτελεσματικότερων θεραπειών για το άγχος και την κατάθλιψη αποτελεί εδώ και δεκαετίες μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της νευροεπιστήμης. Παρότι οι δύο αυτές ψυχικές διαταραχές επηρεάζουν εκατοντάδες εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως, οι ακριβείς εγκεφαλικοί μηχανισμοί που τις προκαλούν παραμένουν σε μεγάλο βαθμό ασαφείς. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό iScience φέρνει στο προσκήνιο μια συγκεκριμένη ομάδα νευρώνων που φαίνεται να παίζει καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση του άγχους, της κατάθλιψης αλλά και της κοινωνικής συμπεριφοράς.

Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην αμυγδαλή, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι γνωστό ότι συμμετέχει στην επεξεργασία των συναισθημάτων, ιδιαίτερα του φόβου και του άγχους. Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι η υπερδραστηριότητα της αμυγδαλής συνδέεται με αγχώδεις διαταραχές στους ανθρώπους. Ωστόσο, δεν ήταν γνωστό ποια ακριβώς κυκλώματα και ποιοι τύποι νευρώνων ευθύνονται για αυτή τη σύνδεση.

Το γονίδιο που απορρυθμίζει την αμυγδαλή 

Για να διερευνήσουν το ζήτημα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν γενετικά τροποποιημένα ποντίκια που παρήγαν αυξημένες ποσότητες της πρωτεΐνης GluK4, η οποία παράγεται από το γονίδιο Grik4. Το συγκεκριμένο γονίδιο έχει συνδεθεί στο παρελθόν με νευροαναπτυξιακές και ψυχιατρικές διαταραχές, όπως ο αυτισμός, η σχιζοφρένεια και η διπολική διαταραχή.

Προηγούμενες έρευνες είχαν ήδη δείξει ότι τα ποντίκια με υψηλή δραστηριότητα του Grik4 εμφανίζουν συμπεριφορές που θυμίζουν ανθρώπινο άγχος και κατάθλιψη. Παρουσιάζουν επίσης δυσκολίες στις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις και ανωμαλίες στη λειτουργία της αμυγδαλής. Η νέα μελέτη προσπάθησε να καταλάβει ποια από αυτές τις αλλαγές είναι πραγματικά υπεύθυνη για τα συμπτώματα.

Η «διόρθωση» που εξαφάνισε τα συμπτώματα 

Με τη βοήθεια γενετικής μηχανικής και γενετικά τροποποιημένων ιών, κατάφεραν να επαναφέρουν τα επίπεδα του γονιδίου Grik4 στο φυσιολογικό μόνο σε συγκεκριμένα νευρικά κύτταρα της βασικοπλάγιας αμυγδαλής, αφήνοντας ανεπηρέαστες τις υπόλοιπες περιοχές του εγκεφάλου. Με αυτόν τον τρόπο μπορούσαν να διαπιστώσουν αν η διόρθωση μιας μόνο διαταραγμένης σύνδεσης ήταν αρκετή για να αλλάξει τη συμπεριφορά των ζώων.

Στη συνέχεια υπέβαλαν τα ποντίκια σε μια σειρά από καθιερωμένες δοκιμασίες που χρησιμοποιούνται στη συμπεριφορική νευροεπιστήμη. Οι δοκιμασίες αυτές αξιολογούν δείκτες άγχους, κατάθλιψης, κοινωνικής συμπεριφοράς και μνήμης. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκαν ηλεκτροφυσιολογικές καταγραφές για να μετρηθεί η δραστηριότητα συγκεκριμένων νευρώνων της αμυγδαλής.

Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά. Όταν οι επιστήμονες αποκατέστησαν τα φυσιολογικά επίπεδα του Grik4 στη βασικοπλάγια αμυγδαλή, τα ποντίκια έχασαν σχεδόν όλα τα συμπτώματα που σχετίζονταν με το άγχος και την κατάθλιψη. Άρχισαν να εξερευνούν πιο άνετα ανοιχτούς χώρους, έδειξαν λιγότερα σημάδια συμπεριφορικής απελπισίας και παρουσίασαν φυσιολογικότερη κινητικότητα.

Ακόμη πιο ενδιαφέρον ήταν το γεγονός ότι βελτιώθηκαν και οι κοινωνικές τους δεξιότητες. Τα ζώα ανέκτησαν την ικανότητα να διακρίνουν ένα νέο άτομο από ένα ήδη γνωστό, κάτι που τα ποντίκια με αυξημένο Grik4 είχαν χάσει. Επανήλθε επίσης η κοινωνική μνήμη, δηλαδή η δυνατότητα αναγνώρισης ενός ζώου που είχαν συναντήσει προηγουμένως.

Ένας πιθανός νέος στόχος για θεραπείες ψυχικών διαταραχών 

Η πιο σημαντική ανακάλυψη της μελέτης αφορά μια μικρή ομάδα νευρώνων στην κεντρική περιοχή της αμυγδαλής. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η αποκατάσταση της φυσιολογικής λειτουργίας ενός συγκεκριμένου τύπου νευρώνων, των λεγόμενων «regular firing» νευρώνων, ήταν αρκετή για να εξαφανιστούν τα περισσότερα συμπτώματα.

Αντίθετα, άλλοι γειτονικοί νευρώνες που επίσης είχαν επηρεαστεί από τη γενετική διαταραχή δεν χρειάστηκε να επανέλθουν πλήρως στη φυσιολογική τους κατάσταση για να παρατηρηθεί η βελτίωση της συμπεριφοράς. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι οι «regular firing» νευρώνες ίσως αποτελούν έναν κρίσιμο κόμβο στο κύκλωμα που ελέγχει τα συναισθήματα.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η υπερδραστηριότητα αυτών των νευρώνων μπορεί να ενισχύει τα κυκλώματα που παράγουν άγχος. Όταν η δραστηριότητά τους επανήλθε σε φυσιολογικά επίπεδα, ολόκληρο το δίκτυο της αμυγδαλής φάνηκε να εξισορροπείται.

Ένα ακόμη ενδιαφέρον εύρημα ήταν ότι η μείωση της δραστηριότητας του ίδιου γονιδίου βοήθησε και ποντίκια που εμφάνιζαν φυσικά υψηλά επίπεδα άγχους, ακόμη και χωρίς τη γενετική τροποποίηση της μελέτης. Αυτό ενισχύει την ιδέα ότι το συγκεκριμένο κύκλωμα μπορεί να συμμετέχει όχι μόνο σε σπάνιες γενετικές διαταραχές αλλά και σε πιο συνηθισμένες μορφές άγχους.

Παρά τους όποιους περιορισμούς, η μελέτη προσφέρει μία από τις πιο σαφείς ενδείξεις μέχρι σήμερα ότι μια πολύ συγκεκριμένη ομάδα νευρώνων μπορεί να επηρεάζει βαθιά το άγχος, την κατάθλιψη και την κοινωνική συμπεριφορά. Αν τα ευρήματα επιβεβαιωθούν και σε μελλοντικές έρευνες, θα μπορούσαν να ανοίξουν τον δρόμο για πιο στοχευμένες θεραπείες που δεν θα επηρεάζουν ολόκληρο τον εγκέφαλο, αλλά μόνο τα κυκλώματα που πραγματικά εμπλέκονται στις συναισθηματικές διαταραχές.