Publicados na revista Neuron online, os resultados do estudo giram em torno de células nervosas (neurônios), que “disparam” – ou emitem sinais elétricos – para transmitir informações.

Nos últimos anos, pesquisadores descobriram que a comunicação efetiva entre as regiões do cérebro requer que grupos de neurônios sincronizem seus padrões de atividade em períodos repetitivos (oscilações) de silêncio conjunto seguido de atividade conjunta.

Um desses ritmos, chamado “gama”, repete cerca de 30 vezes ou mais em um segundo e é um importante padrão de tempo para a codificação de informações complexas, incluindo potencialmente emoções.

Abordagem potencial

Embora suas causas permaneçam pouco compreendidas, a depressão se reflete nas alterações da oscilação gama, segundo estudos anteriores, como um marcador eletrofisiológico da doença em regiões cerebrais que controlam o olfato, que também foram ligadas às emoções.

Essas regiões incluem o bulbo olfatório adjacente à cavidade nasal, que se acredita ser uma fonte e “condutor” das oscilações gama do cérebro.

Para testar essa teoria, os autores do estudo atual desligaram a função do bulbo usando técnicas genéticas e de sinalização celular, observaram um aumento relacionado de comportamentos semelhantes à depressão em roedores do estudo e, em seguida, reverteram esses comportamentos usando um dispositivo que aumentou os sinais gama do cérebro em seu ritmo natural.

“Nossos experimentos revelaram uma ligação mecanicista entre a atividade gama deficiente e o declínio comportamental em modelos de camundongos e ratos de depressão, com as mudanças de sinal nos sistemas olfativo e límbico conectado semelhantes às observadas em pacientes deprimidos”, diz o autor correspondente do estudo Antal Berényi, MD , PhD, professor assistente adjunto no Departamento de Neurociência e Fisiologia da NYU Langone Health. “Este trabalho demonstra o poder do aumento de gama como uma abordagem potencial para combater a depressão e a ansiedade nos casos em que os medicamentos disponíveis não são eficazes”.

O transtorno depressivo maior é uma doença psiquiátrica comum e grave, muitas vezes resistente à terapia medicamentosa, dizem os pesquisadores. A prevalência da doença aumentou dramaticamente desde o início da pandemia, com mais de 53 milhões de novos casos estimados.

Ondas Gama ligadas às emoções

Alterações causadoras de doenças no tempo e na força dos sinais gama, potencialmente causadas por infecções, traumas ou drogas, do bulbo olfativo para outras regiões cerebrais do sistema límbico, como o córtex piriforme e o hipocampo, podem alterar as emoções.

No entanto, a equipe de pesquisa não tem certeza do porquê. Em uma teoria, a depressão surge, não dentro do bulbo olfativo, mas em mudanças em seus padrões gama de saída para outros alvos cerebrais.

A remoção do bulbo representa um modelo animal mais antigo para o estudo da depressão maior, mas o processo causa danos estruturais que podem obscurecer a visão dos pesquisadores sobre os mecanismos da doença. Assim, a equipe de pesquisa atual projetou um método reversível para evitar danos, começando com uma única cadeia de DNA encapsulada em um vírus inofensivo que, quando injetado em neurônios nos bulbos olfativos de roedores, fez com que as células construíssem certos receptores de proteínas em seus superfícies.

Isso permitiu que os pesquisadores injetassem uma droga nos roedores, que se espalhou por todo o sistema, mas apenas desligou os neurônios no bulbo que foram projetados para ter os receptores sensíveis a drogas projetados. Desta forma, os investigadores poderiam desligar de forma seletiva e reversível a comunicação entre as regiões cerebrais parceiras do bulbo.

Esses testes revelaram que a supressão crônica dos sinais do bulbo olfativo, incluindo gama, induziu não apenas comportamentos depressivos durante a intervenção, mas também nos dias seguintes.

Medidas da ansiedade

Para mostrar o efeito da perda de oscilação gama no bulbo olfatório, a equipe usou vários testes padrão de depressão em roedores, incluindo medidas da ansiedade, que é um de seus principais sintomas.

O campo reconhece que os modelos animais de condições psiquiátricas humanas serão limitados e, portanto, usa uma bateria de testes para medir comportamentos deprimidos que se mostraram úteis ao longo do tempo.

Especificamente, os testes analisaram quanto tempo os animais passariam em um espaço aberto (uma medida de ansiedade), se paravam de nadar mais cedo quando submersos (mede o desespero), se paravam de beber água com açúcar (tinham menos prazer nas coisas) e se eles se recusaram a entrar em um labirinto (evitaram situações estressantes).

Em seguida, os pesquisadores usaram um dispositivo feito sob medida que registrava as oscilações gama naturais do bulbo olfativo e enviava esses sinais de volta ao cérebro dos roedores como estimulação elétrica em circuito fechado.

Padrões de disparo

O dispositivo foi capaz de suprimir o gama em animais saudáveis ​​ou amplificá-lo. A supressão das oscilações gama no lobo olfativo induziu comportamentos semelhantes à depressão em humanos.

Além disso, alimentar um sinal de bulbo olfativo amplificado de volta ao cérebro de ratos deprimidos restaurou a função gama normal no sistema límbico e reduziu os comportamentos depressivos em 40% (quase ao normal).

“Ninguém ainda sabe como os padrões de disparo das ondas gama são convertidos em emoções”, diz o autor sênior do estudo György Buzsáki, MD, PhD, Biggs professor no Departamento de Neurociência e Fisiologia da NYU Langone Health e membro do corpo docente em Neurociência Instituto. “No futuro, trabalharemos para entender melhor essa conexão entre as ondas e as mudanças de comportamento”.