Depression: Ketamin förhindrar förlust av njutning hos primater
Ny forskning, som finns i tidskriften Nervcell, visar att primater tappar spänning i väntan på en belöning när ett specifikt område i hjärnan blir överaktiv. Studien visar också att ketamin påverkar denna hjärnregion och förhindrar förlust av nöje.
Depression är "den främsta orsaken till funktionshinder över hela världen" och ett av de vanligaste psykiska hälsoproblemen i USA.
Symtomen på allvarlig depression inkluderar deprimerat humör och förlust av intresse eller njutning av dagliga aktiviteter. Vissa människor kan också uppleva svårigheter att sova, äta och fokusera eller ha påträngande tankar om döden eller ta sitt eget liv.
Förlusten av intresse, nöje eller spänning i väntan på aktiviteter som individen en gång upplevde som roliga kallas anhedonia.
Hjärnmekanismerna som ligger till grund för anhedoni vid depression har varit oklara fram till nu, och denna brist på kunskap har hindrat framgången med många antidepressiva behandlingar.
Nu kastar en ny studie välbehövligt ljus över detta symptom. Ledande ett forskargrupp, professor Angela Roberts från Institutionen för fysiologi, utveckling och neurovetenskap vid University of Cambridge, Storbritannien, och doktorandforskare och medicinstudent Laith Alexander satte sig för att studera detta fenomen i marmosets.
Marmosets är en typ av icke-mänsklig primat med frontala lober som är mycket lika de hos människor. Denna fysiska likhet innebär att resultaten lättare kan översättas till människor än om studien i stället involverade gnagare.
Prof. Roberts och kollegor testade effekterna av ketamin, ett hallucinogent läkemedel som nyligen har väckt intresse som en potentiell behandling för depression och fann att det hade en positiv effekt på primaterna.
Studerar anhedonia hos primater
Prof. Roberts förklarar motivationen bakom studien och säger, "Imaging studier av [personer med depression] har gett oss en aning om några av hjärnregionerna som kan vara inblandade i anhedonia, men vi vet fortfarande inte vilka av dessa regioner är kausalt ansvarig. ”
"En andra viktig fråga", tillägger hon, "är att anhedonia är mångfacetterat - det går utöver förlust av nöje och kan innebära brist på förväntan och motivation, och det är möjligt att dessa olika aspekter kan ha tydliga bakomliggande orsaker."
För att ta reda på mer om hjärnmekanismerna bakom anhedonia, utformade prof.Roberts och hennes team ett experiment där de tränade primater att reagera på två ljud. Ljud A indikerade att marmosets skulle ta emot marshmallows som en behandling medan ingen godis följde ljud B.
Efter träningen visade blodtrycksmätningar och huvudrörelser att marmosets skulle bli upphetsade när de hörde ljud A men inte svarade på detta sätt på ljud B.
Därefter implanterade forskarna kirurgiskt mycket tunna metallrör i marmoseternas huvuden, genom vilka de injicerade antingen ett läkemedel eller en placebo i hjärnorna hos primaterna.
Forskarna riktade sig mot en specifik hjärnregion som kallades "område 25", som läkemedlet gjorde tillfälligt hyperaktivt. De använde PET-skanningar för att studera primaternas hjärnaktivitet.
Hjärnans område 25 är nyckeln till anhedonia
Primaterna som fick läkemedlet visade ökad aktivitet i område 25 i hjärnan och visade också signifikant lägre spänning i väntan på marshmallows.
Däremot skedde ingen förändring i hjärnans aktivitet eller beteende hos primaterna som fick placebo.
I ett andra experiment måste primaterna arbeta för sina belöningar. Först fick de en behandling efter att ha berört en färgad form på en skärm bara en gång.
Under experimentets gång måste dock primaterna pressa formen ett ökande antal gånger innan de fick marshmallowen. Så småningom skulle djuren ge upp eftersom godiset inte längre var värt ansträngningen.
Forskarna fann att marmosets med ett hyperaktivt område 25 gav upp mycket snabbare. PET-skanningar avslöjade också att onormal aktivitet i detta hjärnområde flödade över i andra hjärnområden, vilket också blev överaktivt när den förväntade spänningen minskade.
Hur ketamin förhindrar förlust av nöje
Slutligen testade forskarna effekten som ketamin hade på primaterna. De gav marmoset ketamin 24 timmar innan de upprepade samma experiment som tidigare.
Den här gången blockerade ketamin aktiviteten för läkemedlet som överaktiverade område 25. Hjärnaktiviteten hos primaterna som fick ketamin såg normal ut i PET-skanningar, och primaterna fortsatte att uppvisa lika mycket spänning i väntan på marshmallow-godisarna.
"Att förstå hjärnkretsarna som ligger till grund för specifika aspekter av anhedonia är av stor betydelse", säger första författare Laith Alexander, "inte bara för att anhedonia är ett kärnfunktion i depression utan också för att det är ett av de mest behandlingsresistenta symptomen."
Studier visar att så många som 30 procent av dem som lever med depression har en form av tillståndet som inte svarar på behandlingen.
"Genom att avslöja de specifika symtomen och hjärnkretsarna som är känsliga för antidepressiva medel som ketamin, flyttar denna studie oss ett steg närmare förståelsen för hur och varför patienter kan dra nytta av olika behandlingar."
Laith Alexander
