Wetenschappers hebben een unieke neurale handtekening voor depressie onthuld.

Beloningen bepalen in belangrijke mate het gedrag van mensen en dieren, een concept dat uitgebreid wordt onderzocht in de neurowetenschappen, maar met beperkt inzicht in de onderliggende neurale processen. Een nieuwe studie heeft aangetoond dat bètafrequentie neurale activiteit in de anterieure cingulaire cortex cruciaal is bij beloningsherkenning en besluitvorming, een ontdekking die zich uitstrekt tot het begrijpen en mogelijk behandelen van anhedonie bij depressie. Dit onderzoek, ondersteund door het NIH BRAIN Initiative, introduceert een potentiële biomarker voor anhedonie en onderzoekt het veranderen van de hersenactiviteit als behandelstrategie.

Zoals ouders, leraren en huisdiereigenaren kunnen beamen, spelen beloningen een belangrijke rol bij het vormgeven van gedrag bij zowel mensen als dieren. Beloningen, of dit nu in de vorm is van eetbare lekkernijen, geschenken, woorden van waardering, lof, roem of geldelijke voordelen, dienen als positieve versterking voor daarmee samenhangend gedrag. Deze correlatie tussen beloningen en toekomstige keuzes is al meer dan een eeuw een gevestigde waarde in het neurowetenschappelijk onderzoek. De neurale processen die aan dit fenomeen ten grondslag liggen, met name hoe de hersenen beloningssignalen coderen, onthouden en vertalen naar gewenst toekomstig gedrag, blijven echter grotendeels onbekend.

Een recente studie onder leiding van Dr. Sameer Sheth, professor en vice-voorzitter van onderzoek bij de afdeling Neurochirurgie van het Baylor College of Medicine, directeur van de Gordon and Mary Cain Pediatric Neurology Research Foundation Laboratories en onderzoeker bij het Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) van het Texas Children's Hospital, identificeerde neurale activiteit met bètafrequentie in de voorste cingulaire cortex (ACC) van de frontale kwab van de hersenen als de belangrijkste neurale signatuur die ten grondslag ligt aan processen die verband houden met het herkennen van beloningen en het bepalen van daaropvolgende keuzes en daarmee het vormgeven van toekomstig gedrag.

Bovendien meldt de studie, gepubliceerd in Nature Communications, dat deze neurale signatuur veranderd is bij patiënten met depressie, wat een opwindende mogelijkheid opent om deze neurale signalen te gebruiken als een nieuwe biomarker en een potentiële innovatieve weg voor therapie.

Mensen ontlenen plezier aan verschillende fysieke of mentale activiteiten, zintuiglijke ervaringen en interacties met familie en vrienden. Mensen met een depressie ervaren echter vaak langdurig gevoelens van hopeloosheid, verdriet of wanhoop als gevolg van terugtrekking en anhedonie – een medische term die het verlies betekent van het vermogen om vreugde of tevredenheid te voelen bij activiteiten en dingen die ze ooit plezierig vonden. heeft een grote negatieve impact op hun levenskwaliteit.

Anhedonie wordt ook in verband gebracht met andere psychiatrische en neurologische stoornissen zoals schizofrenie en bipolaire stoornis, middelenmisbruik, angst en de ziekte van Parkinson. Traditionele antidepressiva en standaardbehandelingen slagen er vaak niet in om dit symptoom adequaat aan te pakken bij personen met ernstige therapieresistente depressie en andere aandoeningen. Een beter begrip van anhedonie kan richting geven aan de ontwikkeling van gerichte en effectievere behandelingen voor depressie en aanverwante aandoeningen.

Om de onderliggende neurale basis voor anhedonie te identificeren, registreerden en analyseerden Sheth en team de neurale activiteit van vier hersengebieden van 15 patiënten met medicatieresistente epilepsie die invasieve monitoring ondergingen om de zone te lokaliseren waar hun aanvallen vandaan kwamen.

Terwijl hun hersenactiviteit werd gevolgd, voerden deze patiënten een perceptuele discriminatietaak uit, de probabilistische beloningstaak (PRT), een goed gevalideerde gedragstaak die anhedonie objectief meet door subtiele veranderingen in gedrag gerelateerd aan beloning te observeren.

"We ontdekten dat de ongelijke toewijzing van beloningen tussen twee correcte antwoorden bij deze taak een responsbias veroorzaakte in de richting van de vaker beloonde stimulus", zegt hoofdauteur Dr. Jiayang Xiao, die dit onderzoek uitvoerde als afgestudeerde student in het Sheth-lab. “We ontdekten dat de meeste individuen op basis van feedback hun daaropvolgende reacties aanpasten om keuzes te maken die waarschijnlijk beloond zouden worden, ongeacht de nauwkeurigheid van hun antwoorden.”

Bovendien ontdekten ze dat een specifiek signaal – neurale oscillaties in het bètafrequentiebereik – afkomstig was van de voorste cingulaire cortex (ACC) in de frontale kwab van de hersenen, een consistent sterke en positieve correlatie vertoonde met het beloningsbiasgedrag en nauw werd gevolgd met de ontvangst van beloningen en hun waarde. Verder ontdekten ze dat dit specifieke hersengebied betrokken was bij het evalueren van zowel beloningsstimuli als -resultaten, en mogelijk fungeerde als een kritisch knooppunt met een gemeenschappelijk mechanisme voor beloningsbeoordeling.