Depressione: contrastarla ripristinando il ritmo cerebrale 

I risultati dello studio ruotano attorno alle cellule nervose (neuroni), che “sparano” – o emettono segnali elettrici – per trasmettere informazioni. I ricercatori negli ultimi anni hanno scoperto che una comunicazione efficace tra le regioni del cervello richiede che gruppi di neuroni sincronizzino i loro schemi di attività in periodi ripetitivi (oscillazioni) di silenzio articolare seguiti da attività articolare.

Uno di questi ritmi, chiamato “gamma”, si ripete circa 30 volte o più in un secondo ed è un importante schema temporale per la codifica di informazioni complesse, che potenzialmente includono le emozioni.

Sebbene le sue cause rimangano poco conosciute, la depressione si riflette nei cambiamenti dell’oscillazione gamma, secondo studi precedenti, come marker elettrofisiologico della malattia nelle regioni del cervello che gestiscono il senso dell’olfatto, che sono state anche legate alle emozioni. Queste regioni includono il bulbo olfattivo adiacente alla cavità nasale, che si ritiene sia una fonte e un “conduttore” di oscillazioni gamma a livello cerebrale.

Per testare questa teoria, gli attuali autori dello studio hanno interrotto la funzione del bulbo utilizzando tecniche di segnalazione genetica e cellulare, hanno osservato un aumento correlato di comportamenti simili alla depressione nei roditori dello studio e quindi hanno invertito questi comportamenti utilizzando un dispositivo che ha potenziato i segnali gamma del cervello al loro ritmo naturale.

“I nostri esperimenti hanno rivelato un legame meccanicistico tra l’attività gamma carente e il declino comportamentale nei modelli di depressione di topi e ratti, con i cambiamenti di segnale nei sistemi limbici olfattivi e connessi simili a quelli osservati nei pazienti depressi”, afferma il corrispondente autore dello studio Antal Berényi, MD , Ph.D., assistente professore aggiunto presso il Dipartimento di Neuroscienze e Fisiologia presso la NYU Langone Health.

“I nostri esperimenti hanno rivelato un legame meccanicistico tra l’attività gamma carente e il declino comportamentale nei modelli di depressione di topi e ratti, con i cambiamenti di segnale nei sistemi limbici olfattivi e connessi simili a quelli osservati nei pazienti depressi”, afferma il corrispondente autore dello studio Antal Berényi, MD , Ph.D., assistente professore aggiunto presso il Dipartimento di Neuroscienze e Fisiologia presso la NYU Langone Health.

“Questo lavoro dimostra il potere del potenziamento gamma come potenziale approccio per contrastare la depressione e l’ansia nei casi in cui i farmaci disponibili non sono efficaci”.

Il disturbo depressivo maggiore è una malattia psichiatrica comune e grave, spesso resistente alla terapia farmacologica , affermano i ricercatori. La prevalenza della condizione è aumentata notevolmente dall’inizio della pandemia, con oltre 53 milioni di nuovi casi stimati.

I cambiamenti che causano malattie nella tempistica e nella forza dei segnali gamma, potenzialmente causati da infezioni, traumi o farmaci, dal bulbo olfattivo ad altre regioni cerebrali del sistema limbico, come la corteccia piriforme e l’ippocampo, possono alterare le emozioni. Tuttavia, il team di ricerca non è sicuro del perché. In una teoria, la depressione insorge non all’interno del bulbo olfattivo, ma nei cambiamenti dei suoi schemi gamma in uscita verso altri bersagli cerebrali.

La rimozione del bulbo rappresenta un vecchio modello animale per lo studio della depressione maggiore, ma il processo provoca danni strutturali che possono offuscare la visione dei ricercatori sui meccanismi della malattia. Pertanto, l’attuale gruppo di ricerca ha progettato un metodo reversibile per evitare il danno, a partire da un singolo filamento ingegnerizzato di DNA incapsulato in un virus innocuo, che una volta iniettato nei neuroni nei bulbi olfattivi dei roditori induceva le cellule a costruire determinati recettori proteici sul loro superfici.

Ciò ha permesso ai ricercatori di iniettare ai roditori un farmaco, che si è diffuso in tutto il sistema, ma ha solo spento i neuroni nel bulbo che erano stati progettati per avere i recettori sensibili ai farmaci progettati. In questo modo i ricercatori potrebbero interrompere in modo selettivo e reversibile la comunicazione tra le regioni cerebrali partner del bulbo . Questi test hanno rivelato che la soppressione cronica dei segnali del bulbo olfattivo, compresa la gamma, non solo ha indotto comportamenti depressivi durante l’intervento, ma anche per i giorni successivi.

Per mostrare l’effetto della perdita dell’oscillazione gamma nel bulbo olfattivo, il team ha utilizzato diversi test standard sulla depressione sui roditori, comprese le misure dell’ansia che è uno dei suoi sintomi principali. Il campo riconosce che i modelli animali delle condizioni psichiatriche umane saranno limitati, e quindi utilizza una batteria di test per misurare i comportamenti depressi che si sono dimostrati utili nel tempo.

Nello specifico, i test hanno esaminato quanto tempo gli animali avrebbero trascorso in uno spazio aperto (una misura dell’ansia), se avessero smesso di nuotare prima quando erano immersi (misura la disperazione), se avessero smesso di bere acqua zuccherata (provavano meno piacere nelle cose) e se si sono rifiutati di entrare in un labirinto (evitando situazioni stressanti).

I ricercatori hanno poi utilizzato un dispositivo su misura che ha registrato le oscillazioni gamma naturali dal bulbo olfattivo e ha inviato quei segnali stimolati al cervello dei roditori come stimolazione elettrica a circuito chiuso. Il dispositivo è stato in grado di sopprimere la gamma in animali sani o di amplificarla. La soppressione delle oscillazioni gamma nel lobo olfattivo ha indotto comportamenti simili alla depressione negli esseri umani.

Inoltre, reimmettere un segnale amplificato del bulbo olfattivo nel cervello dei ratti depressi ha ripristinato la normale funzione gamma nel sistema limbico e ha ridotto i comportamenti depressivi del 40 percento (quasi alla normalità).