Het is algemeen bekend dat blootstelling van het hele lichaam aan hoogfrequent geluid de hersenactiviteit bij mensen verhoogt. Er is echter weinig bekend over de impact en bijbehorende mechanismen op emotionele toestanden zoals depressie. Nu heeft een team van onderzoekers van de Tokyo University of Science onlangs de anti depressieve effecten van blootstelling aan ultrageluid aangetoond bij knaagdieren. Hun bevindingen werpen licht op het potentieel van blootstelling aan ultrageluid als een niet invasieve behandeling voor psychische stoornissen.
Het effect van ultrasone golven op het menselijk brein is de belangrijkste focus geweest van dit recent onderzoek, dat het potentieel ervan heeft aangetoond als een effectieve, niet-invasieve benadering voor de modulatie van hersenactiviteit. Hoewel de effecten van blootstelling aan ultrageluid op bewustzijn en cognitie uitgebreid zijn onderzocht, is er weinig bekend over de impact ervan op emotionele toestanden zoals depressie. Bovendien zijn er beperkingen in ons begrip van neurale en moleculaire mechanismen die aan emoties ten grondslag liggen.
Gelukkig ervaren ratten aangename emoties als reactie op hoogfrequente ultrasone vocalises (USV’s), waardoor ze ideale modelorganismen zijn om mechanismen te bestuderen die ten grondslag liggen aan depressie.
Een team van onderzoekers onder leiding van professor Akiyoshi Saitoh, waaronder professor Satoru Miyazaki, assistent professor Daisuke Yamada en mevrouw Tsugumi Yamauchi van de Tokyo University of Science, en de heer Shoichi Nishino van FUJIMIC, Inc., is dieper ingegaan op het begrijpen van de effecten van blootstelling aan ultrageluid op depressie, door experimenten uit te voeren op ratten zonder reukkwabben – organen die neurotransmissie reguleren. Deze “olfactory bulbectomized (OB)” ratten ondergaan veranderingen in neurotransmitters, endocriene afscheidingen en gedrag, die vergelijkbaar zijn met die waargenomen bij mensen met een depressie.
Prof. Saitoh gaf meer inzicht in het onderzoek en merkte op: “Aangezien onderzoeken naar blootstelling aan ultrageluid voornamelijk zijn uitgevoerd op menselijke proefpersonen, moesten we robuuste diermodellen opzetten om onderliggende mechanismen op te helderen met behulp van invasieve technieken. In ons huidig onderzoek hebben we OB ratten ingezet om de effecten van ultrageluid op neurale activiteit en gedrag te bestuderen.” Hun studie, gepubliceerd in Volume 33, Issue 10 van NeuroReport op 6 juli 2022, is de eerste in zijn soort die mogelijke anti depressieve effecten van blootstelling aan ultrageluid bij ratten aantoont.
Aanvankelijk stelde het team wildtype- en OB-ratten gedurende 24 uur bloot aan USV, waarna ze ze scoorden op “hyperemotionaliteit” (agitatie en angstig gedrag) door hun reacties te bestuderen als ze werden aangevallen, geschrokken, geconfronteerd werden met een worsteling en het initiëren van een gevecht.
Vervolgens controleerden ze plasma-corticosteron (een hormoon dat vrijkomt als reactie op stress) in de bloedmonsters van deze ratten. Bovendien beoordeelde het team het angstig gedrag van de knaagdieren met behulp van de verhoogde plus doolhof (EPM), een benadering die gedragsangst bij ratten veroorzaakt door ze bloot te stellen aan open ruimtes in een doolhof en ervoor te zorgen dat ze naar gesloten ruimtes gaan.
Zij onthulden dat OB-ratten die waren blootgesteld aan USV significant lagere scores van hyper emotionaliteit en lagere plasma-corticosteron spiegels hadden dan niet-blootgestelde ratten. Bovendien verminderde bij OB-ratten met aanvankelijk een hogere latentie, dat wil zeggen hogere neiging om de open gebieden van het doolhof te bereiken, blootstelling aan ultrageluid de latentie aanzienlijk. Soortgelijke effecten werden waargenomen met een 50 kHz ultrasone frequentie die kunstmatig werd gegenereerd.
Deze studie levert nieuw bewijs over de anti depressieve effecten van blootstelling aan ultrageluid bij knaagdieren. “Onze bevindingen suggereren dat OB-ratten een nuttig diermodel kunnen zijn voor het onderzoeken van de effecten van blootstelling aan ultrageluid en invloedsmechanismen”, zegt prof. Saitoh.
Hij voegt eraan toe: “In tegenstelling tot medicamenteuze therapie is blootstelling aan ultrageluid niet invasief en gemakkelijk te gebruiken. Een op echografie gebaseerd therapeutisch apparaat kan daarom helpen bij de behandeling en preventie van psychische stoornissen bij patiënten terwijl ze hun dagelijkse leven leiden.”
Laten we hopen dat deze resultaten de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van ultrasone therapie als een nieuwe behandeling om patiënten te helpen omgaan met stress en psychiatrische stoornissen.
Vertaling: Andre Teirlinck
Reference
Title of original paper:
High-frequency ultrasound exposure improves depressive-like behavior in an olfactory bulbectomized rat model of depression
Journal: NeuroReport