Studiul dezvăluie cum stimularea magnetică reface circuitele cerebrale afectate de depresie
Stimularea magnetică transcraniană (TMS) este o terapie noninvazivă aprobată de FDA, care utilizează impulsuri magnetice scurte pentru a trata depresia, în special în rândul pacienților care nu răspund la tratamente medicamentoase.
Cu toate acestea, cercetătorii s-au confruntat de mult timp cu dificultăți în a înțelege cum funcționează această metodă la nivelul celulelor și circuitelor cerebrale.
Recent, o echipă de cercetători de la UCLA Health a reușit să deschidă acest „cufăr negru”.
Într-un studiu publicat în revista Cell, cercetătorii din Divizia de Neuromodulare de la UCLA au raportat primul model preclinic care arată cum o formă rapidă de TMS repară fizic circuitele cerebrale afectate de stres, având efecte antidepresive. TMS a vizat selectiv anumite celule cerebrale pentru a restabili un canal de comunicare perturbat în creierul șoarecilor. Aceste descoperiri ar putea conduce la terapii de stimulare cerebrală mai eficiente, precise și de lungă durată, nu doar pentru depresie, ci și pentru o gamă largă de tulburări neurologice și psihiatrice.
Studiul a fost co-construit de Dr. Scott Wilke și Dr. Laura DeNardo.
„Această lucrare aduce împreună ceea ce vedem în clinică cu tipul de informații la nivel celular pe care le putem obține doar din instrumentele avansate de neuroștiință”, a declarat Wilke. „Pentru prima dată, putem vedea exact care celule cerebrale sunt afectate de acest tratament rapid și cum această restaurare susține recuperarea comportamentelor legate de depresie.”
În stimularea magnetică transcraniană repetitivă (rTMS), câmpurile electromagnetice pulsate sunt livrate printr-o bobină plasată pe scalp pentru a stimula activitatea cerebrală. Deși eficientă, protocoalele standard de rTMS necesită de obicei tratamente zilnice pe parcursul a 6 săptămâni sau mai mult.
În ultimii ani, clinicienii au dezvoltat metoda accelerată de stimulare în burst theta intermitentă (aiTBS), care comprimă tratamentul în doar cinci zile și poate produce o ușurare rapidă a simptomelor depresive. Cu toate acestea, baza biologică a acestor efecte rapide și de lungă durată a rămas în mare parte necunoscută.
Pentru a investiga acest aspect, echipa de la UCLA a colaborat cu cercetători de la Institutul Național de Sănătate pentru a inventa o metodă nouă care le permite să stimuleze creierul șoarecilor într-un mod similar cu cel folosit pentru pacienți. Folosind șoareci expuși la stres cronic pentru a simula depresia, cercetătorii au reușit să stimuleze animale conștiente în timp ce monitorizau activitatea cerebrală în timp real.
Cercetătorii au descoperit că stresul cronic a cauzat pierderea spinei dendritice la neuronii din cortexul prefrontal, structuri mici care susțin comunicarea sinaptică între celulele cerebrale. Această pierdere a fost observată la mai multe tipuri de neuroni.
Ei au constatat că o singură zi de aiTBS a restaurat aceste conexiuni pierdute și a condus la o activitate crescută în comportamente legate de depresie, dar doar în cazul unui tip specific de neuroni, cunoscuți sub numele de neuroni intratelencefali (IT). Alte tipuri de neuroni vecini au fost în mare parte neafectați.
„Inițial, am crezut că TMS ar putea afecta în mod general cortexul prefrontal, dar efectele au fost surprinzător de precise”, a declarat Michael Gongwer. „Să vedem structuri sinaptice pierdute reapărând și apoi să observăm aceleași neuroni redobândind activitate în timpul comportamentului a fost extrem de incitant.”
Când cercetătorii au blocat selectiv activitatea neuronilor IT în timpul stimulării, efectele antidepresive au dispărut, demonstrând că acești neuroni sunt esențiali pentru beneficiile comportamentale ale terapiei.
„Stresul perturbă structurile structurale pe care neuronii se bazează pentru a comunica”, a explicat DeNardo. „Restaurând aceste structuri în neuronii IT, stimularea reengajează circuitele care susțin comportamentele adaptive.”
Îmbunătățiri rapide ale comportamentelor legate de stres au fost observate în termen de 24 de ore de la tratament. Este important de menționat că aceste efecte terapeutice asupra comportamentului au persistat timp de cel puțin o săptămână după o singură zi de stimulare și au fost însoțite de schimbări structurale stabile în neuronii IT.
„Ceea ce este remarcabil este că aceasta nu este doar o schimbare temporară în activitate”, a spus Wilke. „Tratamentul restaurează structura neuronală într-un mod care permite funcționarea normală a circuitului și recuperarea comportamentului.”
Deși modelele animale nu pot captura pe deplin complexitatea depresiei umane, studiul furnizează unele dintre cele mai puternice dovezi de până acum cu privire la modul în care stimularea cerebrală poate produce rapid efecte terapeutice la nivel celular și de circuit.
Pe lângă depresie, TMS este utilizat pentru tulburări precum durerea cronică, OCD, PTSD și tinitus, toate fiind condiții care apar din disfuncția unor circuite cerebrale specifice. Această cercetare sugerează oportunități de a face tratamentele de neuromodulare chiar mai eficiente.
„Fiecare pacient este unic”, a spus Wilke. „Prin studierea acestor tratamente la șoareci, putem testa sistematic cum diferiții parametrii de stimulare reformează circuitele cerebrale, ceea ce ar putea ajuta în cele din urmă la personalizarea terapiilor de neuromodulare pentru pacienți individuali.”
