Gli scienziati hanno svelato una firma neurale unica per la depressione

Le ricompense plasmano significativamente i comportamenti umani e animali, un concetto esplorato ampiamente in neuroscienze ma con una limitata comprensione dei processi neurali sottostanti. Uno nuovo studio ha individuato l'attività neurale a frequenza beta nel cortecia cingolata anteriore come cruciale nel riconoscimento delle ricompense e nella presa di decisioni, una scoperta che si estende alla comprensione e potenziale trattamento dell'anedonia nella depressione. Questa ricerca, sostenuta dall'iniziativa NIH BRAIN, introduce un potenziale biomarcatore per l'anedonia ed esplora l'alterazione dell'attività cerebrale come strategia di trattamento.

Come genitori, insegnanti e proprietari di animali domestici possono testimoniare, le ricompense giocano un ruolo significativo nello plasmare i comportamenti sia negli esseri umani che negli animali. Le ricompense, che siano sotto forma di cibi, regali, parole di apprezzamento, lodi, fama o benefici monetari, servono come rinforzo positivo per i comportamenti associati. Questa correlazione tra ricompense e scelte future è stato un paradigma ben consolidato nella ricerca neuroscientifica per oltre un secolo. Tuttavia, i processi neurali alla base di questo fenomeno - in particolare come il cervello codifica, ricorda e traduce i segnali di ricompensa in comportamenti desiderati futuri - rimangono in gran parte sconosciuti.

Uno studio recente condotto dal Dott. Sameer Sheth, professore e vicepresidente della ricerca nel Dipartimento di Neurochirurgia presso la Baylor College of Medicine, direttore del Gordon and Mary Cain Pediatric Neurology Research Foundation Laboratories e ricercatore presso il Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) presso il Texas Children’s Hospital, ha identificato l'attività neurale a frequenza beta nella corteccia cingolata anteriore (ACC) del lobo frontale del cervello come la chiave firma neurale alla base dei processi associati al riconoscimento delle ricompense e alla determinazione delle scelte successive e, quindi, alla plasmatura dei comportamenti futuri.

Inoltre, lo studio, pubblicato su Nature Communications, riporta che questa firma neurale è alterata nei pazienti affetti da depressione, aprendo una possibilità interessante di utilizzare questi segnali neurali come un nuovo biomarcatore e un potenziale innovativo per la terapia.

Gli esseri umani traggono piacere da varie attività fisiche o mentali, esperienze sensoriali e interazioni con famiglia e amici. Tuttavia, gli individui con depressione spesso provano sentimenti di disperazione, tristezza o disperazione per periodi prolungati a causa di sgagemento e anedonia - un termine medico che significa perdita della capacità di provare gioia o contentezza nelle attività e cose che un tempo trovavano piacevoli, il tutto con un impatto negativo profondo sulla loro qualità della vita.

L'anedonia è associata anche ad altri disturbi psichiatrici e neurologici come la schizofrenia e il disturbo bipolare, il disturbo da abuso di sostanze, l'ansia e la malattia di Parkinson. Gli antidepressivi tradizionali e i trattamenti standard spesso falliscono nel gestire adeguatamente questo sintomo in individui con depressione grave resistente al trattamento e in altre condizioni. Una migliore comprensione dell'anedonia può guidare lo sviluppo di trattamenti mirati e più efficaci per la depressione e le condizioni correlate.

Per identificare la base neurale sottostante all'anedonia, Sheth e il suo team hanno registrato e analizzato l'attività neurale di quattro regioni cerebrali di 15 pazienti con epilessia farmaco-resistente che stavano sottoponendosi a monitoraggio invasivo per localizzare la zona da cui originavano le loro crisi epilettiche.

Mentre la loro attività cerebrale veniva monitorata, questi pazienti eseguivano un compito di discriminazione percettiva chiamato probabilistic reward task (PRT), un compito comportamentale ben validato che misura oggettivamente l'anedonia osservando sottili cambiamenti nel comportamento legati alla ricompensa.

“Abbiamo scoperto che l'assegnazione disuguale della ricompensa tra due risposte corrette in questo compito produceva un bias di risposta verso lo stimolo ricompensato più frequentemente,” ha detto l'autore principale Dott. Jiayang Xiao, che ha condotto questo studio come studente laureato nel laboratorio di Sheth. “Abbiamo scoperto che in base al feedback, la maggior parte degli individui modificava le loro risposte successive per fare scelte che avevano più probabilità di essere ricompensate, indipendentemente dall'accuratezza delle loro risposte.”

Inoltre, hanno trovato un segnale specifico - oscillazioni neurali nella gamma di frequenza beta - che originava dalla corteccia cingolata anteriore (ACC) nel lobo frontale del cervello, ha mostrato una correlazione costantemente forte e positiva con il bias di ricompensa e tracciava strettamente con la ricezione delle ricompense e il loro valore. Inoltre, hanno scoperto che questa regione cerebrale specifica era coinvolta nell'valutare sia gli stimoli che gli esiti della ricompensa, agendo potenzialmente come un nodo critico con un meccanismo comune per la valutazione della ricompensa.