Por qué las ondas gamma en el cerebro podrían convertirse en un tratamiento ante la depresión

El trastorno depresivo mayor (TDM) es una enfermedad psiquiátrica frecuente, grave y debilitante, a menudo resistente a la farmacoterapia. La incidencia y la prevalencia del TDM están aumentando, ya que el COVID-19 generó más de 50 millones de casos nuevos. Incluso antes de la pandemia, la depresión era la segunda causa principal de discapacidad a nivel mundial.

Sobre esta patología la ciencia viene trabajando en nuevos desarrollos. Ahora, un estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York y la Universidad de Szeged en Hungría, logró realizar avances en este sentido.

El estudio fue realizado en ratones y ratas, en las que encontraron que restaurar ciertas señales en una región del cerebro que procesa los olores contrarresta la depresión. Publicado en la revista Neuron, los resultados del estudio giran en torno a las células nerviosas (neuronas), que disparan o emiten señales eléctricas para transmitir información.

En los últimos años, se ha descubierto que la comunicación efectiva entre regiones del cerebro requiere que los grupos de neuronas sincronicen sus patrones de actividad en períodos repetitivos (oscilaciones) de silencio conjunto seguido de actividad simultánea.

Uno de esos ritmos, llamado gamma, se repite unas 30 veces o más en un segundo y es un patrón de tiempo importante para la codificación de información compleja, que potencialmente incluye emociones.

Aunque sus causas aún no se conocen bien, estudios anteriores advirtieron que la depresión se refleja en cambios en la oscilación gamma, como un marcador electrofisiológico de la enfermedad en las regiones del cerebro que manejan el sentido del olfato, y que también se han relacionado con las emociones.

Estas zonas incluyen el bulbo olfatorio adyacente a la cavidad nasal, que se cree que es una fuente y, a la vez, un conductor de oscilaciones gamma en todo el cerebro.

Para probar esta teoría, se cerró la función de la bombilla usando técnicas genéticas y de señalización celular, se observó un aumento relacionado de comportamientos similares a la depresión en los roedores del estudio y luego se revirtió ese comportamientos usando un dispositivo que aumentó las señales gamma del cerebro, ubicándolas en su ritmo natural.

Nuestros experimentos revelaron un vínculo mecánico entre la actividad gamma deficiente y la disminución del comportamiento en modelos de depresión en ratones y ratas, con cambios de señal en los sistemas límbico olfativo y conectado similares a los observados en pacientes deprimidos.

Este trabajo demuestra el poder de la mejora gamma como un enfoque potencial para contrarrestar la depresión y la ansiedad en los casos en los cuales los medicamentos disponibles no son efectivos, ya que el trastorno depresivo mayor es una enfermedad psiquiátrica grave, común, que a menudo es resistente a la terapia con medicamentos.

Los cambios que causan enfermedades en el momento y la fuerza de las señales gamma, posiblemente causados por infecciones, traumatismos o fármacos, desde el bulbo olfatorio hasta otras regiones cerebrales del sistema límbico, como la corteza piriforme y el hipocampo, pueden alterar las emociones. Sin embargo, se desconocían las razones. En una teoría, la depresión surge, no dentro del bulbo olfatorio, sino en cambios en los patrones gamma salientes hacia otros objetivos cerebrales.

La eliminación del bulbo representa un modelo animal más antiguo para el estudio de la depresión mayor, pero el proceso causa daño estructural que puede nublar la visión de la investigación sobre los mecanismos de la enfermedad. Por lo tanto, se diseñó un método reversible para evitar el daño, comenzando con una sola hebra de ADN diseñada encapsulada en un virus inofensivo, que cuando se inyectó en las neuronas en los bulbos olfativos de los roedores hizo que las células construyeran ciertos receptores de proteínas en sus células.

Esto permitió que se inyectara a los ratones una droga, que se extendió por todo el sistema, pero solo cerró las neuronas en el bulbo que había sido diseñado para ser sensibles a ella. De esta forma, se podrían desactivar de forma selectiva y reversible la comunicación entre las regiones cerebrales del bulbo asociado.

Estas pruebas revelaron que la supresión crónica de las señales del bulbo olfativo, incluida las gamma, no solo inducía comportamientos depresivos durante la intervención, sino también durante los días posteriores.

Para mostrar el efecto de la pérdida de la oscilación gamma en el bulbo olfativo, se utilizaron varias pruebas estándar de depresión en roedores, incluidas medidas de la ansiedad que es uno de sus síntomas principales. El campo reconoce que los modelos animales de condiciones psiquiátricas humanas serán limitados, por lo que utiliza una batería de pruebas para medir los comportamientos depresivos que han demostrado su utilidad a lo largo del tiempo.

Específicamente, en las pruebas se observó cuánto tiempo pasaban los animales en un espacio abierto (una medida de ansiedad), si dejaban de nadar antes cuando estaban sumergidos (mide la desesperación), si dejaban de beber agua azucarada (disfrutaban menos de las cosas) y si se negaron a entrar en un laberinto (evitar situaciones estresantes).

A continuación, se utilizó un dispositivo hecho a medida que registraba las oscilaciones gamma naturales del bulbo olfativo y enviaba esas señales de ritmo de regreso al cerebro de los roedores como estimulación eléctrica de circuito cerrado.

El dispositivo pudo suprimir las gamma en animales sanos o amplificarlas. La supresión indujo comportamientos parecidos a la depresión en humanos. Además, la alimentación de una señal amplificada del bulbo olfativo de vuelta a los cerebros de ratas deprimidas restauró la función gamma normal en el sistema límbico y redujo los comportamientos depresivos en un 40 % (casi al índice normal).

Nadie sabe todavía cómo los patrones de activación de las ondas gamma se convierten en emociones. En el futuro trabajaremos para comprender mejor este vínculo en el bulbo y en las regiones a las que se conecta, a medida que cambia el comportamiento.

De la investigación también participaron Qun Li, Yuichi Takeuchi, Jiale Wang y Orrin Devinski.

*Antal Berényi, autor del estudio y profesor asistente adjunto del Departamento de Neurociencia y Fisiología de la Facultad de Medicina Grossman, de la Universidad de New York (Estados Unidos); y György Buzsáki, autor principal de la investigación y profesor en el Departamento de Neurociencia y Fisiología de NYU Langone Health, además de miembro de la facultad en Neurociencia de la Universidad de New York (Estados Unidos).

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