'Elektrische Karte der Depression' kann den Beginn vorhersagen

Forscher haben Muster der elektrischen Gehirnaktivität bei zu Depressionen neigenden Mäusen entdeckt. Bei einer Replikation beim Menschen können die Ergebnisse dazu beitragen, die Anfälligkeit einer Person für die Erkrankung vorherzusagen.

Mithilfe von Techniken des maschinellen Lernens konnten Wissenschaftler eine „elektrische Karte der Depression“ erstellen.

Depressionen sind häufiger als wir vielleicht denken. Tatsächlich schätzen die National Institutes of Health (NIH), dass mehr als 16 Millionen Erwachsene in den USA mindestens eine schwere Depression in ihrem Leben erlebt haben.

Depressionen gelten als „Hauptursache für Behinderungen“ bei US-Personen im Alter von 15 bis 44 Jahren und sind eine schwächende psychiatrische Störung, deren neurologische Grundlagen durch immer mehr Studien langsam aufgedeckt werden.

Eine neue Studie hat nun die elektrischen Gehirnmuster von Mäusen untersucht, die stressigen Umständen ausgesetzt sind. Die Ergebnisse trugen dazu bei, eine „Karte“ der Depression zu erstellen, die es den Wissenschaftlern ermöglichte, zwischen Nagetieren, die für die Erkrankung anfällig waren, und solchen, die es nicht waren, zu unterscheiden.

Die Forschung wurde von Dr. Kafui Dzirasa, einem außerordentlichen Professor für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften an der Medizinischen Fakultät der Duke University in Durham, NC, überwacht. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Zelle.

Studieren der "Symphonie" des Gehirns

Die neue Forschung verwendete Techniken des maschinellen Lernens, die vor einigen Jahren von Dr. Dzirasa und seinen Kollegen entwickelt worden waren.

Ziel solcher Techniken ist es, Wissenschaftlern die Möglichkeit zu geben, die elektrische Aktivität nicht nur einzelner Teile des Gehirns, sondern mehrerer Gehirnbereiche gleichzeitig zu untersuchen.

Dr. Dzirasa erklärt: „Sie können sich verschiedene Gehirnregionen als einzelne Instrumente in einem Orchester vorstellen.“

"Wir sind nicht nur daran interessiert, was jedes Instrument tut", fügt er hinzu, "sondern auch daran, wie sich die Instrumente koordinieren, um Musik zu erzeugen."

Um diese „Symphonie“ bei unseren Mitsäugern zu untersuchen, untersuchten die Forscher das Gehirn von Mäusen, die gezwungen waren, 10 Tage lang einen Käfig mit einem anderen bedrohlichen, aggressiven Nagetier zu teilen.

Vor und nach diesem Experiment nahmen Dr. Dzirasa und sein Team Messungen der elektrischen Aktivität in mehreren Hirnregionen vor, die häufig mit Depressionen verbunden sind.

Infolge der stressigen Lebenssituation entwickelten einige Mäuse Symptome, die denen einer Depression beim Menschen ähnelten: Schlafstörungen, Dysregulation im Tagesrhythmus, Anhedonie - oder die Unfähigkeit, sich an täglichen Aktivitäten zu erfreuen - und soziale Vermeidung.

Eine „prädiktive Signatur der Depression“

Mithilfe von maschinellem Lernen entdeckten die Forscher ein dynamisches Hirnnetzwerk, das in der Lage ist, „das Auftreten von Verhaltensstörungen im Zusammenhang mit Depressionen bei Mäusen vorherzusagen“.

Sie beschreiben den Verlauf der elektrischen Aktivität des Gehirns in diesem Netzwerk und sagen, dass die Muster im „präfrontalen Kortex und ventralen Striatum des Gehirns beginnen, sich durch Amygdala und ventralen Tegmentbereich leiten und im ventralen Hippocampus konvergieren“.

Die Aktivität in diesem Netzwerk wird nach Ansicht der Wissenschaftler durch akute Bedrohung verstärkt. "Diese Ergebnisse zeigen einen konvergenten Mechanismus, durch den die Verwundbarkeit [der Major Depression] im Gehirn vermittelt wird."

Dr. Dzirasa erklärt die Bedeutung der Ergebnisse mit den Worten: "Was wir im Wesentlichen erstellen, ist eine elektrische Karte der Depression im Gehirn."

"Wir hoffen, dass dies als prädiktive Signatur für Depressionen verwendet werden kann, genauso wie der Blutdruck eine prädiktive Signatur dafür ist, wer letztendlich einen Herzinfarkt oder Schlaganfall haben wird", fügt er hinzu.

„Bis heute bleibt die wirksamste Behandlung für Depressionen die Elektrokrampftherapie, die jedoch viele Nebenwirkungen mit sich bringt. […] Es könnte möglich sein, Elektrizität auf die richtige Weise an den richtigen Ort zu bringen, um eine Behandlung zu schaffen, die dies nicht tut haben die gleichen Nebenwirkungen wie überall Strom. “

Dr. Kafui Dzirasa

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