Nieuwe MRI-scans onthullen hersenkenmerken van depressie
Recente vorderingen op het gebied van hersenscans kunnen welkom nieuws zijn voor mensen met een depressie. Twee nieuwe typen MRI lijken in staat om verschillende hersenkenmerken van de aandoening te herkennen.
De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen de kennis verdiepen over hoe depressie de hersenen beïnvloedt en zou moeten leiden tot betere behandelingen.
Een van de nieuwe typen MRI onthult verschillen in de bloed-hersenbarrière (BBB), en de andere benadrukt verschillen in het complexe netwerk van verbindingen van de hersenen.
Wetenschappers hebben onlangs de nieuwe MRI-technologieën gebruikt bij mensen met of zonder depressieve stoornis (MDD).
Presentaties van de bevindingen zijn deze week te zien op RSNA 2019, de 105e jaarlijkse bijeenkomst van de Radiological Society of North America, die plaatsvindt in Chicago, IL.
Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) treft depressie wereldwijd meer dan 264 miljoen mensen.
Depressie en de BBB
Depressie is meer dan de gevoelens van verdriet die de meeste mensen in het dagelijks leven ervaren. Het kan een ernstige gezondheidstoestand zijn, vooral als de symptomen aanhouden. De meest ernstige vormen van depressie kunnen tot zelfmoord leiden.
Verlies van interesse in dagelijkse activiteiten, gevoelens van hopeloosheid en vermoeidheid zijn enkele van de belangrijkste symptomen van MDD.
Hoewel wetenschappers weten dat hersenveranderingen gepaard gaan met de symptomen van MDD, is hun begrip van de onderliggende mechanismen onvoldoende om aan de dringende behoefte aan betere behandelingen te voldoen.
Kenneth T. Wengler, Ph.D., een onderzoeker bij de afdeling Psychiatrie aan de Columbia University in New York, was de eerste auteur van de studie die verbanden onderzocht tussen MDD en veranderingen in de BBB.
"Helaas", zegt Wengler, "met de huidige behandelingen [voor MDD] is er een grote kans op terugval of herhaling."
"Om nieuwe, effectievere behandelingen te ontwikkelen, moeten we ons begrip van de aandoening verbeteren", voegt hij eraan toe.
De BBB is een unieke reeks eigenschappen in de bloedvaten van de hersenen waarmee ze de beweging van moleculen en cellen tussen hen en de weefsels die ze dienen, kunnen regelen.
De BBB beschermt de hersenen tegen schadelijke gifstoffen en ziekteverwekkers die in de bloedbaan kunnen voorkomen.
Verminderde waterdoorlatendheid in de BBB
Wengler en collega's gebruikten een nieuw type MRI dat ze zelf hadden ontwikkeld. De methode, die ze 'intrinsieke diffusiviteitscodering van arteriële gelabelde spins' of IDEALS noemden, stelt wetenschappers in staat de beweging van water over de BBB te onderzoeken.
Ze gebruikten de nieuwe MRI om de BBB's te onderzoeken van 14 personen met MDD en 14 gezonde controledeelnemers.
Scans van de hersenen van de deelnemers lieten zien dat mensen met MDD een verminderde waterdoorlaatbaarheid in hun BBB's hadden; water bewoog minder gemakkelijk van hun bloedvaten naar hersenweefsel dan bij de gezonde controles.
Het verschil in BBB-waterdoorlaatbaarheid was vooral opvallend in twee hersengebieden: de amygdala en de hippocampus. Eerder beeldvormend onderzoek bij mensen met MDD heeft ook deze twee regio's aan het licht gebracht.
"We hebben een verstoring van de bloed-hersenbarrière waargenomen in gebieden met grijze stof waarvan bekend is dat ze zijn veranderd in [MDD]", legt Wengler uit.
Verstoring van het connectoom
De tweede studie onderzocht verstoringen van wat wetenschappers het connectoom noemen, of de "complete, punt-naar-punt ruimtelijke connectiviteit van neurale paden in de hersenen".
Eerdere studies die het connectoom in relatie tot MDD hebben onderzocht, hadden de neiging zich te concentreren op connectiviteit tussen hersenregio's.
De nieuwe studie is anders, omdat het dieper ingaat op het connectoom in hersenregio's.
Guoshi Li, Ph.D., een onderzoeker van de Image Display, Enhancement and Analysis Group aan de University of North Carolina School of Medicine, in Chapel Hill, was de eerste auteur.
Li en collega's gebruikten functionele MRI (fMRI) vergezeld van een nieuwe tool genaamd een multischaal neuraal model inversiekader. Ze gebruikten de nieuwe methode om 66 volwassenen met MDD en 66 gezonde controledeelnemers te scannen.
Met deze technieken kon het team de activiteit in microscopisch kleine circuits bekijken in relatie tot grootschalige hersenactiviteit. Ze beoordeelden excitatie en remming tussen circuits van hersencellen. Een gezond brein werkt het beste als er een balans is tussen opwinding en remming.
De resultaten van de fMRI-scan toonden aan dat personen met MDD in de dorsale laterale prefrontale cortex verschillende patronen van excitatie en remming hadden, vergeleken met personen die geen MDD hadden.
De dorsale laterale prefrontale cortex is een hersengebied dat helpt bij het reguleren van zelfbeheersing en emoties. Zijn functie omvat de regulering van de amygdala. Wetenschappers hebben lang geloofd dat depressieve symptomen kunnen optreden wanneer de hersenen de amygdala niet correct remmen.
"In onze studie", zegt Li, "ontdekten we dat excitatie en remming in de hersenregio's die controle hebben over uitvoerende functies en emotionele regulatie waren verminderd bij patiënten met MDD."
"Dit suggereert dat de controlefuncties bij MDD zijn aangetast, wat kan leiden tot verhoogde reacties in de amygdala, resulterend in verhoogde angstgevoelens en andere negatieve stemmingen", voegt hij eraan toe.
De onderzoekers ontdekten ook dat een ander hersengebied dat betrokken is bij emotieregulatie, de thalamus, de neiging had om een hogere terugkerende excitatie te vertonen bij personen met MDD.
Li zegt dat de nieuwe bevindingen wetenschappers zullen helpen de diepere hersenconnectiviteitskenmerken van depressie te doorgronden. Hij legt uit dat ze tot nu toe alleen een "oppervlakkig begrip van connectiviteit" hadden.
"Met deze methode kunnen we verminderde connectiviteit in elk hersengebied identificeren, waardoor het een potentieel krachtiger hulpmiddel wordt om het neuromechanisme van hersenaandoeningen te bestuderen en een effectievere diagnose en behandeling te ontwikkelen."
Guoshi Li, Ph.D.
Het RSNA 2019-programma geeft de volgende details over de twee onderzoeken, die nog niet in peer-reviewed tijdschriften moeten verschijnen:
“Bloed-hersenbarrière verstoring van de waterdoorlaatbaarheid bij depressieve stoornis” werd gepresenteerd tijdens sessie SSM19-05 op woensdag 4 december 2019.
“Multischaalmodellering van intra-regionale en interregionale verbindingen en hun veranderingen in depressieve stoornis” werd gepresenteerd tijdens sessie SSJ19-04 op dinsdag 3 december 2019.
