Bestimmte Gehirnnetzwerke könnten potenzielle Ziele für Neuromodulationstherapien zur Behandlung von Depressionen sein

Eine neue Studie, die den Ort der Hirnverletzung mit dem Ausmaß der Depression bei Patienten nach der Verletzung in Verbindung bringt, hat zwei unterschiedliche Gehirnnetzwerke identifiziert; eine ging mit verstärkten Depressionssymptomen einher und eine mit verminderten Depressionssymptomen. Die groß angelegte Studie, die von Forschern der University of Iowa Health Care durchgeführt wurde, baut auf früheren Erkenntnissen auf und legt nahe, dass diese Gehirnnetzwerke potenzielle Ziele für Neuromodulationstherapien zur Behandlung von Depressionen sein könnten.

Neuromodulationstherapien wie die transkranielle Magnetstimulation oder die Tiefenhirnstimulation entwickeln sich zu neuen nicht-pharmakologischen Behandlungsmethoden für Stimmungsstörungen. Das Verständnis, auf welche Bereiche des Gehirns man gezielt abzielen muss, um die beste therapeutische Wirkung zu erzielen, ist jedoch noch begrenzt.

Die neuen Erkenntnisse, die in der Fachzeitschrift „Brain“ veröffentlicht werden, basieren auf bildgebenden Untersuchungen des Gehirns und Depressionsergebnissen von 526 Patienten, die durch einen Schlaganfall oder eine andere Art traumatischer Hirnverletzung lokale Hirnverletzungen erlitten hatten. Eine detaillierte statistische Analyse der Patientendaten ermöglichte es den Forschern, die Orte der Hirnläsionen mit dem Ausmaß der Depression zu korrelieren, die die Patienten in den Monaten nach der Hirnverletzung erlebten.

Wir fanden einige wirklich interessante Ergebnisse zur Identifizierung spezifischer Gehirnstrukturen, die mit einem höheren Grad an Depression nach der Läsion verbunden waren, und überraschenderweise fanden wir auch einige Bereiche, die mit einem unterdurchschnittlichen Grad an Depression nach der Läsion verbunden waren.“

Nicholas Trapp, MD, UI-Assistenzprofessor für Psychiatrie und Hauptautor der Studie

Risiko- und Resilienznetzwerke bei Depressionen

Um zu verstehen, wie diese Strukturen miteinander verbunden sind, nutzten die Forscher Daten aus funktionellen Gehirnscans gesunder Probanden und stellten dann fest, dass die Risiko- und Resilienzregionen nicht zufällig im Gehirn verstreut waren. Stattdessen fielen die Regionen, die am stärksten mit zunehmender Depression assoziiert waren, mit den Knoten des sogenannten Salienznetzwerks zusammen, das an der Neuorientierung von Aufgaben, der Aufmerksamkeit und der Emotionsverarbeitung beteiligt ist.

Im Gegensatz dazu waren Regionen mit maximaler Belastbarkeit, die mit weniger Depressionen verbunden waren, Teil eines Netzwerks, das als Default-Mode-Netzwerk bekannt ist und vermutlich an Selbstbeobachtung oder selbstreferenziellem Denken beteiligt ist.

„Frühere Studien haben gezeigt, dass Knoten dieses Netzwerks bei Menschen mit Depressionen, die zum Grübeln neigen, möglicherweise hyperaktiv sind“, sagt Trapp, der auch Mitglied des Iowa Neuroscience Institute ist. „Es ist möglich, dass Läsionen innerhalb dieses Netzwerks diesen Schaltkreis so verändern, dass Menschen weniger über Depressionen berichten.“

Patienten, deren Hirnläsionen nicht in eines der beiden Netzwerke fielen, hatten nach ihrer Hirnverletzung eine durchschnittliche Depressionsbewertung und bildeten eine Vergleichsgruppe in der Studie.

Stärke in Zahlen

Der von Trapp und seinen Kollegen verwendete Ansatz zur anfänglichen Läsionskartierung ist ein leistungsstarkes Werkzeug, um abzuleiten, ob eine Gehirnregion für ein Verhalten, eine Emotion oder eine kognitive Fähigkeit erforderlich ist. Wenn die Beschädigung eines bestimmten Bereichs zum Verlust der Fähigkeit führt, ist der Bereich höchstwahrscheinlich für die Fähigkeit erforderlich. Um jedoch einen Effekt zu identifizieren, wenn die Regionen über ein Netzwerk im Gehirn verteilt sind, sind Daten von vielen Patienten erforderlich, was frühere kleinere Studien möglicherweise behindert hat.

Trapp und sein Team konnten ihre Studie dank zweier großer Patientenregister durchführen: dem Iowa Neurological Patient Registry am UI und der Vietnam-Kopfverletzungsstudie, die mit Forschern der Northwestern University verbunden ist.

„Um diese Gehirnregionen identifizieren zu können, ist es wirklich notwendig, dass eine große Stichprobe untersucht werden kann“, sagt Trapp. „Es ist eine große Herausforderung, diese Patienten zu rekrutieren und die erforderlichen Daten zu sammeln. Die jahrzehntelangen Bemühungen hier an der University of Iowa (Einrichtung und Pflege des Iowa Neurological Patient Registry) positionieren uns hervorragend für die Durchführung dieser Art von Studien.“

Mögliche neue Ziele für die Neuromodulation

Trapp hofft, dass die Ergebnisse das Verständnis der Ursachen von Depressionen verbessern und möglicherweise zu besseren Behandlungen führen werden.

„Dies könnte die Tür zu potenziellen Studien öffnen, die sich mit tiefer Hirnstimulation oder nicht-invasiven Formen der Stimulation wie TMS befassen, bei denen wir möglicherweise die von uns identifizierten spezifischen Gehirnbereiche oder Netzwerke modulieren können, um eine antidepressive Wirkung zu erzielen.“ oder möglicherweise andere therapeutische Wirkungen“, sagt er.

Zum UI-Forschungsteam gehörten neben Trapp auch Aaron Boes, Joel Bruss, Kenneth Manzel und Dan Tranel von der UI-Abteilung für Neurologie sowie Jordan Grafman vom Shirley Ryan AbilityLab an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University in Chicago

Die Studie wurde teilweise durch Zuschüsse des National Institute of Mental Health, des National Institute of Neurological Disorders and Stroke und der Kiwanis Neuroscience Research Foundation finanziert.

Quelle:

Gesundheitswesen der Universität von Iowa

Referenz:

Trapp, NT, et al. (2022) Eine groß angelegte Kartierung der Läsionssymptome bei Depressionen identifiziert Hirnregionen für Risiko und Belastbarkeit. Gehirn. doi.org/10.1093/brain/awac361.

.