L'eccessiva attività nella corteccia cingolata anteriore subgenuale del cervello è probabilmente una delle cause di depressione e ansia. ESB Professional / Shutterstock
Sebbene la depressione e ansia influenzare milioni di persone in tutto il mondo, c'è ancora molto che non sappiamo su di loro. In effetti, non comprendiamo ancora appieno quali regioni del cervello sono coinvolte nella depressione e nell'ansia e come differiscono tra le persone con sintomi diversi. Capire come o perché si verificano queste differenze è fondamentale per sviluppare trattamenti migliori.
Finora, conosciamo quella parte del lobo frontale del cervello, il corteccia prefrontale, mostra spesso cambiamenti di attività nelle persone con depressione e ansia. Le parti coinvolte nella cognizione e nella regolazione delle emozioni sono poco attive, mentre altre parti coinvolte nella generazione di emozioni e nelle funzioni corporee interne sono iperattive.
Una regione chiave che si è dimostrata iperattiva nelle persone con depressione e ansia è la corteccia cingolata anteriore subgenuale (sgACC), che si ritiene sia coinvolta nelle risposte emotive. Tuttavia, gli studi di neuroimaging mostrano solo la correlazione e non ci dicono che l'eccessiva attività causa uno qualsiasi dei sintomi. Ma la nostra nuova ricerca ha riscontrato che l'eccessiva attivazione dello sgACC induce sintomi di depressione e ansia, evidenziando la causalità.
Per il nostro studio, abbiamo utilizzato uistitì (un tipo di primate) perché il loro cervello ricorda molto il cervello di un essere umano. Abbiamo riscontrato che l'eccessiva attività in questa regione causa diverse caratteristiche chiave dei disturbi dell'umore e dell'ansia, in particolare la loro reattività alla minaccia. La loro reazione alla minaccia è importante, poiché i pazienti con depressione e ansia tendono a percepire e reagire alle situazioni in modo più negativo.
Per attivare eccessivamente lo sgACC, abbiamo impiantato minuscoli tubi cavi, chiamati cannule, nel cervello degli uistitì. Abbiamo quindi infuso piccole quantità di un farmaco in sgACC per aumentare l'eccitabilità senza danneggiare o interrompere la funzione in altre regioni del cervello. Abbiamo anche impiantato un piccolo dispositivo wireless in un'arteria per misurare la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca.
Ma prima di attivare eccessivamente sgACC, abbiamo addestrato gli uistitì ad associare un tono specifico alla presenza di un serpente di gomma, che gli uistitì trovano minaccioso. Dopo aver appreso questa associazione, gli uistitì hanno mostrato paura e avevano una pressione sanguigna più alta quando sentivano il tono. Abbiamo quindi presentato il tono senza il serpente per rompere questa associazione. Questo ci ha permesso di misurare quanto velocemente gli uistitì potevano smorzare la loro risposta alla paura con e senza l'eccessiva attivazione dello sgACC.
Senza un'eccessiva attivazione, gli uistitì regolavano gradualmente la loro risposta alla minaccia in pochi minuti quando sentivano il tono senza il serpente. Ma dopo aver attivato eccessivamente sgACC, le uistitì hanno mostrato un comportamento pauroso e una pressione sanguigna più alta per molto più tempo. Rimasero anche in ansia per altri tipi di minacce (sotto forma di un essere umano sconosciuto). Questa reazione ha mostrato che non potevano più smorzare le loro risposte alle minacce. L'incapacità di regolare le emozioni si osserva anche in molti pazienti con ansia e depressione.
Questi risultati si basano sul nostro lavoro precedente che ha mostrato un'eccessiva attività di sgACC riduce l'anticipazione e la motivazione per i premi, rispecchiando l'anedonia (incapacità di provare piacere) vista nella depressione. Ciò suggerisce che l'eccessiva attività di sgACC può causare due dei sintomi principali osservati nella depressione: emozioni negative (inclusa l'ansia) e mancanza di piacere.
Malattie cardiache e depressione
Un'altra domanda in sospeso è perché anche le persone con depressione lo hanno aumento del rischio di malattie cardiache. Sebbene ci siano indubbiamente lo stile di vita e fattori socioeconomici che collegano le malattie cardiache e la depressione, volevamo verificare se l'eccessiva attività di sgACC stessa potesse interrompere la funzione cardiovascolare. Abbiamo pensato che questa regione potesse essere importante perché è collegata al tronco cerebrale, che regola la nostra frequenza cardiaca e la pressione sanguigna.
Abbiamo scoperto che l'eccessiva attività di sgACC non solo ha esagerato la risposta della pressione sanguigna alle minacce, ma ha anche aumentato la frequenza cardiaca e ridotto la variabilità della frequenza cardiaca anche a riposo. La variabilità della frequenza cardiaca è una misura importante della rapidità con cui il cuore può adattarsi ai cambiamenti nell'ambiente, in particolare i segnali che prevedono ricompensa o punizione.
Questi cambiamenti rispecchiano alcune delle disfunzioni cardiache osservate in depressione e ansia. L'elevata frequenza cardiaca e la ridotta variabilità della frequenza cardiaca suggeriscono che l'eccessiva attività in sgACC promuove la risposta del corpo "combatti o fuggi", che - se dura per lunghi periodi di tempo - mette il cuore sotto ulteriore sforzo e potrebbe spiegare il aumento dell'incidenza di malattie cardiache.
Risposta al trattamento
Abbiamo anche utilizzato l'imaging cerebrale per indagare sulle altre regioni colpite da un'eccessiva attività di sgACC in situazioni minacciose. Abbiamo visto una maggiore attività in due parti chiave della rete di stress del cervello, l'amigdala e l'ipotalamo. Al contrario, è stata osservata una ridotta attività in parti della corteccia prefrontale laterale, che regola le risposte emotive ed è poco attiva nella depressione. Questi cambiamenti erano molto diversi da quelli osservati in seguito a un'eccessiva attivazione durante a situazione gratificante.
Conoscere queste differenze può essere la chiave per capire quali trattamenti saranno più efficaci a seconda dei sintomi esibiti da un paziente. Questo ci ha poi portato a indagare sul motivo per cui alcune persone rispondono agli antidepressivi mentre altre no. Il tipo più comune di antidepressivi sono gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI). Ma fino a un terzo delle persone che assumono antidepressivi è resistente al trattamento, nel senso che non risponde a loro. Sono urgentemente necessari nuovi trattamenti per queste persone.
Ketamina ha mostrato una certa promessa nel trattare con successo le persone con depressione resistente al trattamento e agisce entro poche ore per alleviare i sintomi. In precedenza, avevamo mostrato la ketamina in modo efficace anedonia trattata dopo che sgACC era stato sovraattivato.
Ma nel nostro recente studio, abbiamo scoperto che la ketamina non poteva migliorare le risposte ansiose elevate che gli uistitì mostravano nei confronti di esseri umani sconosciuti. Questo ci mostra che diversi sintomi di depressione e ansia reagiscono in modo diverso a diversi tipi di antidepressivi o trattamenti. Da un lato, l'anedonia è stata invertita dalla ketamina, mentre l'ansia no.
Ma è probabile che l'eccessiva attivazione di sgACC sia solo una delle cause alla base della depressione e dell'ansia. Altri possono aver alterato l'attività in diverse regioni della corteccia prefrontale, che lo sono anche collegato all'ansia. C'è ancora molta strada da fare prima di identificare le diverse cause di depressione e ansia e quali trattamenti possono migliorarle. Ma la nostra ricerca mostra che per alcuni, prendere di mira l'eccessiva attività dello sgACC può essere la chiave nel trattamento dei loro sintomi.
Informazioni sugli autori
Laith Alessandro, Medico della Fondazione accademica, Università di Cambridge; Angela Charlotte Roberts, Professore di Neuroscienze comportamentali, Università di Cambridgee Christian Wood, Postdoctoral Research Associate, Fisiologia e Farmacologia, Università di Cambridge
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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