WAAROM DE PROZAC-PLUS-PRATEN_COMBI WERKT TEGEN DEPRESSIE

Selective Serotonine Uptake Inhibitors zijn geneesmiddelen die de hoeveelheid serotonine in de hersenen vergroten. Een voorbeeld van een SSUI is Prozac. Het hieronder besproken onderzoek werpt een nieuw licht op het succes van SSRIís in combinatie met cognitieve gedragstherapie bij de behandeling van depressies. Met andere woorden: het onderzoek biedt een verklaring waarom `prozac-plus-praten` helpt tegen psychiatrische aandoeningen.

SEROTONINE KAN LEERPROCESSEN VERSNELLEN
Een internationaal team van het Champalimaud Centre for the Unknown [2] (CCU) in Portugal en het University College London (UCL) in het Verenigd Koninkrijk heeft nieuw effect van serotonine op leren ontdekt. Hun studie is onlangs gepubliceerd Nature Communications [1]. Zach Mainen van het CCU en Peter Dayan van het UCL hadden de leiding van de studie. Co-auteurs waren Kiyohito Ligaya (UCL), Madalena Fonseca (CCU) en Masayoshi Murakami (CCU).

SEROTONINE
Serotonine [3] is een belangrijke neurotransmitter. Zenuwcellen gebruiken neurotransmitters om met elkaar te communiceren. De effecten van serotonine op gedrag zijn nog niet helemaal helder. Neurowetenschappers werken al lang aan een samenhangende theorie over de werking van serotonine in normale hersenen. In deze studie onderzoeken de auteurs het effect van serotonine op het leergedrag van muizen. Daarbij maakten ze gebruik van een nieuw wiskundig model, ontwikkeld door Dayan.

SNELLER LEREN
Zach Mainen, een van de leiders van de studie. De studie wees uit dat serotonine de snelheid van leren verhoogt. We activeerden de neuronen die serotonine produceren met behulp van licht [4]. Als de serotonine-neuronen gestimuleerd werden, bleken de muizen meer gewicht te hechten aan nieuwe informatie waardoor ze sneller leerden te kiezen voor de optie met de grootste beloning.

Eerdere studies wezen erop dat serotonine de plasticiteit [5] van de hersenen stimuleert. Onze studie ondersteunt dit en voegt daarmee een dimensie toe aan de werking van serotonine dat over het algemeen wordt beschouwd als een stemmingsverbeteraar en niet zozeer als een facilitator van leerprocessen.

SSRIís (Selective Serotonine Reuptake Inhibitors)
Selectieve serotonineheropnameremmers, de zogenaamde de SSRIís, worden gebruikt bij de behandeling van depressies. Een bekend voorbeeld is Prozac (fluoxetine). Deze antidepressiva vergroten de hoeveelheid serotonine die beschikbaar is voor de neuronen in de hersenen. Het is bekend dat SSRI's veel effectiever zijn tegen depressie als hun gebruik gecombineerd wordt met cognitieve gedragstherapie gericht op het afleren van met depressie samenhangende gedragingen. Deze studie biedt een verklaring voor het succes van die tweeledige behandeling.

EXPERIMENTEN
In de experimenten moesten muizen een leertaak uitvoeren. Het doel van te taak was het vinden van water. De dieren werden in een kamer geplaatst met links en rechts een hendel waarop de muizen konden duwen. Volgens een bepaald patroon leverde de duwactie wel of geen water op.

GEDRAGSPATRONEN
Bij de analyse van de gegevens ontdekten de onderzoekers twee gedragspatronen. De twee patronen verschilden in tijd die verstreek tussen de pogingen om water te vinden. Bij het snelle patroon zat er weinig tijd tussen de pogingen: probeer een hendel, werkt die niet, probeer onmidellijk de andere. Bij het langzame patroon wachtten de muizen langer. De tijdsintervallen tussen de pogingen waren groter. De ontdekking van deze twee verschillende gedragspatronen hielp de onderzoekers het effect van serotonine op de besluitvorming van de muizen in kaart te brengen.

Het langzame gedrag deed zich meer voor aan het begin en aan het einde van een dagelijkse sessie. De auteurs verklaren dit doordat de muizen in het begin moeten wennen aan de experimentele omgeving en wellicht uit de kamer willen ontsnappen. Aan het einde zou de muizen minder gemotiveerd kunnen zijn omdat ze inmiddels voldoende water hadden gedronken.

BESLISSTRATEGIEňN
Hoe dan ook, het onderzoeksteam ontdekte bij de muizen twee verschillende beslisstrategieŽn om hun kans op beloning te maximaliseren. Welke strategie ze hanteerden hing af van de tijd die verstreek tussen hun pogingen.

Was het tijdsinterval kort (snelle variant) dan bleekt het resulaat van de voorafgaande poging (wel/geen water) vrijwel volledig de volgende poging te voorspellen. Leverde een poging water op dan werd de volgende keer op dezelfde hendel gedrukt. Leverde een poging gťťn water op dan probeerden ze de andere. Deze strategie staat bekend als `win-stay-loose-switch` (succes-zelfde-faal-andere). Deze strategie suggereert dat de muizen beslissen op basis van hun werkgeheugen, het onderdeel van het korte-termijn-geheugen waarin waarnemingen worden opgeslagen. Je maakt bijvoorbeeld gebruik van dit geheugen om enkele seconden een telefoonnummer te onthouden. Daarna vergeet je het, tenzij je het nummer bewust `uit je hoofd leert`.

Bij de lange variant hanteerden de muizen een andere strategie. Bij tijdsintervallen van zeven seconden of meer tussen twee pogingen lag de zaak complexer. Het resultaat van de voorlaatste poging bleek niet langer een goede voorspeller. Het model dat de volgende actie het beste voorspelde was gebaseerd op de gezamenlijke eerdere ervaringen. Dit wijst erop dat de muizen gebruik maakten van hun lange termijn geheugen om hun kans op beloning te vergroten.

OPTOGENETICS
Met laserlicht stimuleerden de onderzoekers de neuronen die serotonine produceren. Deze techniek heet `optogenetics` [4]. Daarmee wilden ze de effecten van een verhoogd serotonine niveau op het beslisgedrag van de dieren bepalen.

EFFECT VAN SEROTONINE
De resultaten waren opmerkelijk. Bij de analyse van alle experimenten samen, dus zonder onderscheid te maken tussen de twee strategieŽn, bleek het effect van serotonine niet statistisch significant. Maar toen ze keken naar het effect bij elke strategie afzonderlijk zagen ze dat de muizen met een overvloed aan serotonine significant sneller leerden bij de `langzame strategie` waarbij een nieuwe poging gebaseerd werd op de resultaten van een reeks aan voorafgaande pogingen. Bij de `snelle strategie` was er geen verschil.

COMMENTAAR VAN DE ONDERZOEKERS
De onderzoekers lichten toe. Serotonine heeft in principe altijd een positief effect op beloningsleren maar in dit onderzoek bleek dit alleen het geval te zijn voor een deelverzameling van de beslissingen. Tot onze verbazing ontdekten we dat het gedrag van de dieren door twee verschillende beslissystemen gestuurd werd.

De meeste pogingen werden aangestuurd door het `snelle systeemí waarbij de muizen de `win-stay-loose-switch`-strategie hanteerden. Maar bij een kleiner aantal pogingen bood deze simpele strategie geen verklaring voor de keuzes van de dieren. We ontdekten dat in die gevallen de muizen een `langzaam systeem` hanteerden waarbij de beslissing werd gebaseerd op de beloning-geschiedenis van meerdere eerdere pogingen. Serotonine had alleen invloed op dit complexere, langzame systeem.

MAATSCHAPPELIJK BELANG
De resultaten suggereren dat serotonine het aanpassingsvermogen van de hersenen (hersenplasticiteit) stimuleert en de leersnelheid vergroot. Deze resultaten resoneren met de effectiviteit van serotonine vrijmakende middelen (SSRI's) in combinatie met cognitieve gedragstherapie bij psychiatrische aandoeningen zoals depressie. Serotonine heeft niet alleen een stemmingsverbeterend effect maar helpt patiŽnten ook bij het doorbreken van negatieve gewoonten omdat het een positief effect heeft op het leervermogen.

LINKS
[1] https://www.nature.com/articles/s41467-018-04840-2 An effect of serotonergic stimulation on learning rates for rewards apparent after long intertrial intervals; Kiyohito Iigaya, Madalena S. Fonseca, Masayoshi Murakami, Zachary F. Mainen & Peter Dayan. Nature Communications. Volume 9, 2477, 2018.
[2] http://neuro.fchampalimaud.org/en/research/investigators/
[3] https://nl.wikipedia.org/wiki/Serotonine
[4] https://www.dejongepsychiater.nl/onderzoek/klinisch/796-hersenstimulatie-optogenetica
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Neuroplasticity

Vertaling: Dick Schrauwen




 


 

Steun ook ons kenniswerk, bezoek ook eens in de Leefbewust winkel


Naar het overige nieuws van vandaag