Une étude montre une signature neuronale altérée chez les patients souffrant de dépression

Comme peuvent en témoigner les parents, les enseignants et les propriétaires d’animaux, les récompenses jouent un rôle important dans le comportement des humains et des animaux. Les récompenses – qu’il s’agisse de friandises, de cadeaux, de mots de reconnaissance ou d’éloges, de renommée ou d’avantages monétaires – agissent comme un renforcement positif du comportement associé. Bien que cette corrélation entre récompense et choix futur soit utilisée comme paradigme bien établi dans la recherche en neurosciences depuis plus d’un siècle, on sait peu de choses sur le processus neuronal sous-jacent, à savoir comment le cerveau code les signaux de récompense, les mémorise et les convertit. dans les formes de comportement souhaitées dans le futur.

Une étude récente dirigée par le Dr. Sameer Sheth, professeur et directeur associé de recherche au département de neurochirurgie du Baylor College of Medicine, directeur des laboratoires de la Gordon and Mary Cain Pediatric Neurology Research Foundation et chercheur au Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) au Texas L’hôpital pour enfants a identifié l’activité neuronale de fréquence bêta dans le cortex cingulaire antérieur (ACC) du lobe frontal du cerveau comme la signature neuronale critique sous-jacente aux processus associés à la reconnaissance des récompenses et à la détermination des décisions ultérieures, façonnant ainsi les comportements futurs.

De plus, l’étude, publiée dans Communication naturellerapporte que cette signature neuronale est altérée chez les patients souffrant de dépression, ouvrant ainsi une possibilité passionnante d’utiliser ces signaux neuronaux comme nouveau biomarqueur et comme voie thérapeutique innovante potentielle.

L’anhédonie est un symptôme clé de la dépression et d’autres maladies psychiatriques

Les humains éprouvent de la joie à travers diverses activités physiques ou mentales, des expériences sensorielles et des interactions avec leur famille et leurs amis. Cependant, les personnes souffrant de dépression éprouvent souvent des sentiments de désespoir, de tristesse ou de désespoir pendant de longues périodes en raison du détachement et de l’anhédonie – un terme médical qui signifie la perte de la capacité de ressentir de la joie ou de la satisfaction dans des activités et des choses qu’elles trouvaient autrefois agréables. ont, comme c’est le cas aujourd’hui, un impact négatif profond sur leur qualité de vie.

L’anhédonie est également associée à d’autres troubles psychiatriques et neurologiques tels que la schizophrénie et le trouble bipolaire, les troubles liés à la toxicomanie, l’anxiété et la maladie de Parkinson. Les antidépresseurs conventionnels et les traitements standard ne traitent souvent pas de manière adéquate ce symptôme chez les personnes souffrant de dépression sévère résistante au traitement et d’autres maladies. Une meilleure compréhension de l’anhédonie pourrait contribuer au développement de traitements ciblés et plus efficaces contre la dépression et les troubles associés.

La réponse au biais de récompense est régulée par l’activité bêta dans le lobe frontal

Pour identifier la base neuronale sous-jacente de l’anhédonie, Sheth et son équipe ont enregistré et analysé l’activité neuronale de quatre régions cérébrales de 15 patients atteints d’épilepsie pharmacorésistante qui ont subi une surveillance invasive pour identifier la zone d’où proviennent leurs crises.

Pendant que leur activité cérébrale était surveillée, ces patients ont effectué une tâche de discrimination perceptuelle appelée tâche de récompense probabiliste (PRT), une tâche comportementale bien validée qui mesure objectivement l’anhédonie en observant des changements comportementaux subtils associés aux récompenses.

“Nous avons constaté que la répartition inégale de la récompense entre deux réponses correctes à cette tâche entraînait un biais de réponse en faveur du stimulus le plus fréquemment récompensé”, a déclaré l’auteur principal, le Dr. Jiayang Xiao, qui a mené cette étude en tant qu’étudiant diplômé au laboratoire Sheth. “Nous avons constaté qu’à la suite des commentaires, la plupart des gens modifiaient leurs réponses ultérieures pour prendre des décisions susceptibles d’être récompensées, quelle que soit l’exactitude de leurs réponses.”

En outre, ils ont découvert qu’un signal spécifique – des oscillations neuronales dans la gamme de fréquences bêta – provenant du cortex cingulaire antérieur (ACC) dans le lobe frontal du cerveau, a montré une corrélation constamment forte et positive avec le comportement de récompense et a pu être suivi de près avec la réception des récompenses de comportement et leur valeur. En outre, ils ont découvert que cette région spécifique du cerveau était impliquée à la fois dans l’évaluation des stimuli et des résultats gratifiants, et qu’elle aurait pu agir comme une plaque tournante critique avec un mécanisme commun d’évaluation des récompenses.

Notre étude a abordé une question fondamentale de longue date en neurosciences : quelle région spécifique du cerveau et quel signal régulent la réponse classique au biais de récompense. Un exemple célèbre en est le conditionnement pavlovien, dans lequel les chiens ont appris à associer le son d’une cloche à la nourriture.

Dr. Benjamin Hayden, co-auteur principal, professeur de neurochirurgie à Baylor

La réponse au biais de récompense est modifiée chez les patients souffrant de dépression résistante au traitement

Ensuite, Sheth et son équipe ont effectué une PRT sur quatre personnes souffrant de dépression sévère résistante au traitement. Ils ont constaté que le traitement des récompenses dans l’ACC était modifié dans ce groupe. Ces individus n’ont pas présenté la réponse comportementale typique consistant à privilégier des choix qui sont récompensés plus fréquemment. Cette observation suggère un manque d’anticipation axée sur les récompenses et que leurs décisions étaient moins motivées par les retours sur les récompenses. Conformément à ce changement de comportement de récompense, l’activité bêta dans la région ACC a été réduite et retardée chez ces individus.

“Dans cette étude, nous avons identifié l’activité bêta de l’ACC comme biomarqueur potentiel de l’anhédonie”, a déclaré Sheth, également membre de McNair et président de la Fondation Cullen à Baylor. « Un tel biomarqueur pourrait avoir de nombreux avantages potentiels, notamment l’amélioration du diagnostic et du suivi des symptômes chez les patients souffrant de dépression majeure et d’autres troubles psychiatriques associés à l’anhédonie. De plus, nos résultats présentent une possibilité passionnante selon laquelle la modulation de l’activité bêta de l’ACC pourrait constituer un traitement efficace contre l’anhédonie, une hypothèse que nous prévoyons de tester dans de futurs essais cliniques.

Les progrès neurotechnologiques dans cette recherche ont progressé à un rythme impossible auparavant, en partie grâce au financement des National Institutes of Health Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative (BRAIN Initiative).

« Cette étude est un exemple de la façon dont la recherche financée par BRAIN a déjà un impact sur la clinique aujourd’hui », a déclaré le Dr. John Ngai, directeur de l’Initiative NIH BRAIN. “Les innovations en matière de collecte de données et de stimulation cérébrale profonde individualisée démontrées dans cette étude pourraient permettre une nouvelle génération de traitements de précision.”