Pemindaian MRI baru mengungkapkan fitur otak depresi
Kemajuan terbaru dalam pemindaian otak dapat membawa kabar baik bagi orang-orang yang mengalami depresi. Dua jenis MRI baru tampaknya mampu mengenali karakteristik otak yang berbeda dari kondisi tersebut.
Para peneliti mengatakan bahwa temuan mereka memperdalam pengetahuan tentang bagaimana depresi memengaruhi otak dan harus mengarah pada perawatan yang lebih baik.
Salah satu jenis baru MRI mengungkapkan perbedaan dalam sawar darah-otak (BBB), dan jenis lainnya menyoroti perbedaan dalam jaringan koneksi otak yang kompleks.
Para ilmuwan baru-baru ini menggunakan teknologi MRI baru pada orang dengan atau tanpa gangguan depresi mayor (MDD).
Presentasi tentang temuan ditampilkan minggu ini di RSNA 2019, pertemuan tahunan ke-105 dari Radiological Society of North America, yang berlangsung di Chicago, IL.
Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), depresi mempengaruhi lebih dari 264 juta orang di seluruh dunia.
Depresi dan BBB
Depresi lebih dari sekedar perasaan sedih yang dialami kebanyakan orang dalam kehidupan sehari-hari. Ini bisa menjadi kondisi kesehatan yang serius, terutama jika gejalanya terus berlanjut. Bentuk depresi yang paling parah dapat menyebabkan bunuh diri.
Kehilangan minat dalam aktivitas sehari-hari, perasaan putus asa, dan kelelahan adalah beberapa gejala utama MDD.
Sementara para ilmuwan tahu bahwa perubahan otak menyertai gejala MDD, pemahaman mereka tentang mekanisme yang mendasarinya tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan mendesak akan perawatan yang lebih baik.
Kenneth T. Wengler, Ph.D., seorang peneliti di Departemen Psikiatri di Universitas Columbia, di New York, adalah penulis pertama penelitian yang meneliti hubungan antara MDD dan perubahan pada BBB.
“Sayangnya,” kata Wengler, “dengan pengobatan saat ini [untuk MDD] ada kemungkinan besar untuk kambuh atau kambuh.”
“Untuk mengembangkan pengobatan baru yang lebih efektif, kita harus meningkatkan pemahaman kita tentang gangguan tersebut,” tambahnya.
BBB adalah sekumpulan sifat unik di pembuluh darah otak yang memungkinkan mereka untuk mengontrol pergerakan molekul dan sel di antara mereka dan jaringan yang mereka layani.
BBB melindungi otak dari racun dan patogen berbahaya yang mungkin ada di aliran darah.
Mengurangi permeabilitas air di BBB
Wengler dan rekannya menggunakan jenis MRI baru yang mereka kembangkan sendiri. Metode yang mereka beri nama "pengkodean difusivitas intrinsik dari spin berlabel arteri," atau IDEALS, memungkinkan para ilmuwan untuk menyelidiki pergerakan air melintasi BBB.
Mereka menggunakan MRI baru untuk menyelidiki BBB dari 14 orang dengan MDD dan 14 peserta kontrol yang sehat.
Pemindaian otak peserta mengungkapkan bahwa mereka yang menderita MDD telah mengurangi permeabilitas air di BBB mereka; air bergerak lebih sedikit dari pembuluh darah ke jaringan otak dibandingkan dengan kontrol yang sehat.
Perbedaan permeabilitas air BBB terutama terlihat di dua wilayah otak: amigdala dan hipokampus. Penelitian pencitraan sebelumnya pada orang dengan MDD juga menyoroti kedua wilayah ini.
"Kami mengamati gangguan sawar darah-otak di wilayah materi abu-abu yang diketahui diubah dalam [MDD]," jelas Wengler.
Gangguan ke connectome
Studi kedua menyelidiki gangguan pada apa yang oleh para ilmuwan disebut connectome, atau "konektivitas spasial titik-ke-titik lengkap dari jalur saraf di otak."
Studi sebelumnya yang telah meneliti connectome dalam kaitannya dengan MDD cenderung berfokus pada konektivitas antar wilayah otak.
Studi baru ini berbeda, karena mempelajari lebih dalam tentang koneksi di dalam wilayah otak.
Guoshi Li, Ph.D., seorang peneliti dari Image Display, Enhancement, and Analysis Group di University of North Carolina School of Medicine, di Chapel Hill, adalah penulis pertama.
Li dan rekannya menggunakan MRI fungsional (fMRI) disertai dengan alat baru yang disebut kerangka kerja inversi model neural multiskala. Mereka menggunakan metode baru untuk memindai 66 orang dewasa dengan MDD dan 66 peserta kontrol yang sehat.
Teknik ini memungkinkan tim untuk melihat aktivitas di sirkuit mikroskopis dalam kaitannya dengan aktivitas otak skala besar. Mereka menilai eksitasi dan penghambatan di antara sirkuit sel otak. Otak yang sehat bekerja paling baik bila ada keseimbangan antara eksitasi dan penghambatan.
Hasil scan fMRI menunjukkan bahwa pada korteks prefrontal dorsal lateral, individu dengan MDD memiliki pola eksitasi dan inhibisi yang berbeda, dibandingkan dengan individu yang tidak memiliki MDD.
Korteks prefrontal dorsal lateral adalah wilayah otak yang membantu mengatur pengendalian diri dan emosi. Fungsinya termasuk pengaturan amigdala. Para ilmuwan telah lama percaya bahwa gejala depresi bisa muncul ketika otak gagal menghambat amigdala dengan benar.
"Dalam penelitian kami," kata Li, "kami menemukan bahwa eksitasi dan penghambatan di wilayah otak yang mengontrol fungsi eksekutif dan regulasi emosional berkurang pada pasien dengan MDD."
"Ini menunjukkan bahwa fungsi kontrol pada MDD terganggu, yang dapat menyebabkan peningkatan respons di amigdala, yang mengakibatkan peningkatan kecemasan dan suasana hati negatif lainnya," tambahnya.
Para peneliti juga menemukan bahwa area otak lain yang terlibat dalam regulasi emosi, talamus, cenderung menunjukkan eksitasi berulang yang lebih tinggi pada individu dengan MDD.
Li mengatakan bahwa temuan baru ini akan membantu para ilmuwan memahami fitur konektivitas otak yang lebih dalam dari depresi. Dia menjelaskan bahwa sampai sekarang, yang mereka miliki hanyalah "pemahaman dangkal tentang konektivitas".
"Metode ini memungkinkan kami untuk mengidentifikasi gangguan konektivitas di setiap wilayah otak, menjadikannya alat yang berpotensi lebih kuat untuk mempelajari mekanisme saraf gangguan otak dan mengembangkan diagnosis dan pengobatan yang lebih efektif."
Guoshi Li, Ph.D.
Program RSNA 2019 memberikan perincian berikut tentang dua studi, yang belum ditampilkan dalam jurnal peer-review:
“Blood-Brain Barrier Water Permeability Disruption in Major Depressive Disorder” dipresentasikan pada sesi SSM19-05 pada Rabu, 4 Desember 2019.
“Multiscale Modeling of Intra-Regional and Inter-Regional Connectivities and Alterations in Major Depressive Disorder” dipresentasikan pada sesi SSJ19-04 pada Selasa, 3 Desember 2019.
