Het officiële MedZine Blog

Al lange tijd is bekend dat de combinatie van een SSRI (selective serotonin reuptake inhibitor) en cognitieve gedragstherapie (CGT) effectiever is bij depressie dan alleen SSRI of alleen CGT. Waarom werd echter nooit opgehelderd. Onderzoekers uit Portugal en het Verenigd Koninkrijk hebben recent in Nature Communications de verklaring hiervoor gepubliceerd: serotonine vergroot de leersnelheid en draagt bij aan het doorbreken van patronen.

Serotonine is een van meest gebruikte chemische stofjes waarvan zenuwcellen gebruik maken bij het doorgeven van signalen. Dat serotonine betrokken is bij gedrag staat ook al decennia buiten kijf. Echter, het achterliggend mechanisme is tot nu onduidelijk gebleven.

Onderzoekers bestudeerden de activiteit van serotonine in de neuronen van muizen. Er werd gebruik gemaakt van optogenetische stimulatie. Dit betekent dat er gebruik is gemaakt van licht-sensitieve eiwitten die in een genetisch construct worden gevangen en via een virus geïnjecteerd in het proefdier. Hierdoor worden de eiwitten verspreid over alle neuronen en kan expressie van de promotorgenen gemonitord worden. Een optrode wordt vervolgens in de hersenen van de muis geplaatst, waarna elektrofysiologische en gedragsveranderingen geobserveerd kunnen worden.

Muizen verrichtten in dit onderzoek een beloning-gestuurde besluitvormingstaak. Een lampje ging branden boven een centraal poortje, om de muis te triggeren zijn neus in de poort te steken, en een nieuw keuzemoment (nieuwe ‘trial’) te initiëren. Wanneer de muis in de centrale poort keek ging het lampje daar weer uit, en werden twee zijpoortjes verlicht. De muis was vrij een zijpoortje te kiezen, waarbij beloning geassocieerd moest worden met 1 van de 2 poorten. Er waren verschillende schema’s waarin beloningen wisselden tussen de poorten. De waarschijnlijkheid waarmee muizen voor een poort bleven kiezen werd door de onderzoekers in een nieuw mathematisch model gevat.

De onderzoekers vonden dat het stimuleren van de optrode (en daarmee dus serotonine) gepaard ging met een boost van de leersnelheid maar dit was alleen zichtbaar in langere termijn inter-trial intervallen (de muis nam meer tijd om een nieuwe trial/keuzemoment te initiëren). Wanneer het interval tussen twee trials kort was maakten de dieren met name gebruik van hun werkgeheugen voor hun volgende keus. Wanneer het interval langer dan 7 seconden was leek het alsof een ‘lange termijn geheugen’ aansloeg.

Makkelijker gezegd – de muizen waarbij serotonine geactiveerd werd waren sneller in het aanpassen van gedrag wanneer er flexibiliteit van hen gevraagd werd. Zij gaven meer zwaarte aan nieuwe informatie en konden sneller van mening en keuzepatroon veranderen dan muizen wier serotonine niet geactiveerd werd.

De onderzoekers concluderen dat stimulatie van serotonine-producerende neuronen de effectiviteit van het leren van het verleden (of van verleden beloningen) mee-stimuleert, maar alleen wanneer dit de keuzes betreft die gemaakt worden na langere intervallen. Serotonine lijkt derhalve de bekrachtiging van leersnelheden te beïnvloeden. Volgens de onderzoekers kan dit zeer goed de verklaring zijn waarom de combinatie van SSRI + CGT effectiever is dan beide therapieën apart, omdat het bijdraagt aan het doorbreken van oude patronen.

Bron: Iigaya K et al. Nature Communications 2018;9:2477

Link: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-018-04840-2 

Door: Judith Cohen