Neuroplasticity in mood disorders: in vivo studies in humans

Undersøkelser av hjernens plastisitet ved stemningslidelserStemningslidelser, herunder depressiv lidelse og bipolar affektiv lidelse, rammer om lag 15 % av befolkningen. Sykdomsmekanismene ved stemningslidelser er ikke fullstendig kartlagt. Imidlertid tyder senere års forskning på at hjernens formbarhet, heretter kalt plastisitet, kan ha betydning for utvikling og behandling av stemningslidelser.Hjernens plastisitet kan defineres som hjernens potensial for endring av struktur og funksjon. Slik plastisitet er større i voksen alder enn tidligere antatt. Det er ulike former for plastisitet og i dette prosjektet studeres synaptisk plastisitet og nevrogenese ved bipolar affektiv lidelse. Det er videre holdepunkter for at stress kan påvirke hjernens plastisitet. Derfor har vi også undersøkt telomerlengde i hvite blodlegemer hos prosjektdeltakerne. Telomerlengde er en mulig markør for mengden stress et individ har vært eksponert for. Synaptisk plastisitet er formbarheten ved synapsene, det vil si forbindelsene mellom nervecellene. I dette prosjektet har vi undersøkt personer med bipolar affektiv lidelse type II og friske kontroller med en metode som kan muliggjøre måling av synaptisk plastisitet i hjernebarken. Våre resultater tyder på at personer med bipolar affektiv lidelse type II har forstyrret synaptisk plastisitet (Elvsåshagen T, et al. Biol Psychiatry 2012). Disse funnene har vi nylig bekreftet i en oppfølgningsstudie (Elvsåshagen T, et al. Under bearbeiding). Denne studien tyder videre på at avvik i synaptisk plastisitet forverres når man opplever en depressiv episode. Det ser også ut til at plastisiteten har sammenheng med stresshormonet kortisol. Nevrogenese er nydannelse av nerveceller. I motsetning til hva man tidligere antok tyder dagens forskning på at det dannes nye nerveceller i enkelte områder i hjernen gjennom hele livet hos mennesket. Et slikt område er hippocampus som er lokalisert i tinninglappen. Det er holdepunkter for at nydannelse av nerveceller i fremre deler av hippocampus har betydning for utvikling og behandling av depresjoner. Vi har i samarbeid med en amerikansk gruppe etablert en MR-metode som kan gjøre det mulig å måle nevrogenesen hos levende mennesker. Det er imidlertid ikke avklart hvor nøyaktig denne metoden er. I samarbeid med nevrokirurgisk avdeling ved OUS-Rikshospitalet undersøker vi nå dette ved hjelp av vevsprøver fra hippocampus som fjernes ved behandling for temporallappsepilepsi. Videre har vi funnet tegn til at personer med bipolar affektiv lidelse type II har mindre volumer i deler av hippocampus sammenliknet med friske kontrollpersoner (Elvsåshagen T, et al. Bipolar Disorders 2013). Volumreduksjonene kan ha sammenheng med forstyrret regulering av stemningsleiet og av kroppens stressrespons. Vi har også funnet at personer med bipolar affektiv lidelse type II har, sammenliknet med friske kontroller, tynnere hjernebark i områder i pannelappen som man antar spiller en viktig rolle for regulering av stemningsleiet (Elvsåshagen T, et al. Under review). Tynnere hjernebark i disse områdene kan ha betydning for svingningene i stemningsleiet som personer med bipolar affektiv lidelse type II opplever.

Undersøkelser av hjernens plastisitet ved stemningslidelserStemningslidelser, herunder depressiv lidelse og bipolar affektiv lidelse, rammer om lag 15 % av befolkningen. Sykdomsmekanismene ved stemningslidelser er ikke fullstendig kartlagt. Imidlertid tyder senere års forskning på at hjernens formbarhet, heretter kalt plastisitet, kan ha betydning for utvikling og behandling av stemningslidelser.Hjernens plastisitet kan defineres som hjernens potensial for endring av struktur og funksjon. Slik plastisitet er større i voksen alder enn tidligere antatt. Det er ulike former for plastisitet. I dette prosjektet konsentrerer man seg om 1. synaptisk plastisitet, 2. nevrogenese og 3. makrostrukturell plastisitet. I tillegg har vi undersøkt telomerlengde som en mulig markør for hvor mengden stress et individ har vært eksponert for. Synaptisk plastisitet er formbarheten ved synapsene, det vil si forbindelsene mellom nervecellene. I dette prosjektet har vi undersøkt friske kontroller og pasienter med bipolar affektiv lidelse med en metode som kan muliggjøre måling av synaptisk plastisitet i hjernebarken. Våre resultater tyder på at pasienter med bipolar affektiv lidelse har forstyrret synaptisk plastisitet sammenliknet med friske kontroller (Elvsåshagen T, et al. Biol Psychiatry 2011). Nevrogenese er nydannelse av nerveceller. I motsetning til hva man tidligere antok tyder dagens forskning på at det dannes nye nerveceller i enkelte områder i hjernen gjennom hele livet hos mennesket. Et slikt område er hippocampus som er lokalisert i tinninglappen. Det er holdepunkter for at nydannelse av nerveceller i fremre deler av hippocampus har betydning for utvikling og behandling av depresjoner. Vi har i samarbeid med en amerikansk gruppe etablert en MR-metode som kan gjøre det mulig å måle nevrogenesen hos levende mennesker. Det er imidlertid ikke avklart hvor nøyaktig denne metoden er. I samarbeid med nevrokirurgisk avdeling ved Rikshospitalet undersøker vi nå dette ved hjelp av vevsprøver fra hippocampus som fjernes ved behandling for temporallappsepilepsi. Med makrostrukturell plastisitet menes her endringer i hjernens struktur som kan måles radiologisk. Senere års forskning har vist at slik plastisitet er større enn hva man tidligere trodde. Vi har funnet at pasienter med bipolar lidelse har tynnere hjernebark i områder som man antar har viktig betydning for regulering av stemningsleiet (Elvsåshagen T, et al. In prep.). Videre har vi funnet holdepunkter for en forstyrrelse i hjernens hvite substans i panne- og tinninglappen (Elvsåshagen T, et al. In prep.). Det er holdepunkter for at dette kan lede til forstyrret kommunikasjon mellom panne- og tinninglappen, hvilket er en mulig mekanisme bak forstyrret regulering av stemningsleiet. Ulike former for stress kan lede til forstyrrelse i hjernens plastisitet. Telomeren er en repetert DNA-sekvens på enden av kromosomene som forkortes med økende alder og som ofte måles i hvite blodlegemer. Forskningen tyder på at forkortningen øker ved stresseksponering. Lengden på telomeren i hvite blodlegemer er derfor en mulig markør for mengden stress et individ har vært eksponert for. Vi har funnet at pasienter med bipolar affektiv lidelse har kortere telomerer enn friske kontroller (Elvsåshagen T, et al. Journal of Affective Disorders 2011). Videre er det en sammenheng mellom antall depressive episoder og telomerforkortningen – jo flere episoder, jo kortere telomerer. Dette støtter hypotesen om at en depressiv episode innebærer et betydelig stress for kroppens celler som også vil kunne affisere hjernens plastistet. I henhold til dette har vi funnet en sammenheng mellom telomerlengde og stress- og aldringsrelaterte metabolitter i hippocampus, målt ved magnetisk resonansspektroskopi (Elvsåshagen T, et al. Submitted). Dette indikerer en sammenheng mellom perifer og sentral stressrelatert aldring.

En undersøkelse av hjernens plastisitet ved stemningslidelserStemningslidelser, herunder depressiv lidelse og bipolar affektiv lidelse, rammer om lag 15 % av befolkningen. Sykdomsmekanismene ved stemningslidelser er ikke fullstendig kartlagt. Imidlertid tyder senere års forskning på at hjernens formbarhet, heretter kalt plastisitet, kan ha betydning for utvikling og behandling av stemningslidelser.Hjernens plastisitet kan defineres som hjernens potensial for endring av struktur og funksjon. Slik plastisitet er større i voksen alder enn tidligere antatt. Det er ulike former for plastisitet. I dette prosjektet konsentrerer man seg om 1. synaptisk plastisitet, 2. nevrogenese og 3. makrostrukturell plastisitet. Synaptisk plastisitet er formbarheten ved synapsene, det vil si forbindelsene mellom nervecellene. Det er holdepunkter for at denne formbarheten er forstyrret ved stemningslidelser. I dette prosjektet har vi undersøkt friske kontroller og pasienter med bipolar affektiv lidelse med en metode som kan muliggjøre måling av synaptisk plastisitet i hjernebarken. Våre resultater tyder på at pasienter med bipolar affektiv lidelse har forstyrret synaptisk plastisitet sammenliknet med friske kontroller. Nevrogenese er dannelse av nerveceller. I motsetning til hva man tidligere antok tyder dagens forskning på at det dannes nye nerveceller i enkelte områder i hjernen gjennom hele livet hos mennesket. Et slikt område er hippocampus som er lokalisert i tinninglappen. Hippocampus har viktig betydning for læring og hukommelse. I tillegg ser det ut til at fremre deler av hippocampus er viktig for regulering av stemningsleiet. Videre er der holdepunkter for at nydannelse av nerveceller i fremre deler av hippocampus har betydning for utvikling og behandling av depresjoner. Vi har i samarbeid med en amerikansk forskergruppe etablert en MR-metode som kan gjøre det mulig å måle nevrogenesen hos levende mennesker. Det er imidlertid ikke avklart hvor nøyaktig denne metoden er. I samarbeid med nevrokirurgisk avdeling ved Rikshospitalet undersøker vi nå dette ved hjelp av vevsprøver fra hippocampus som fjernes ved behandling for temporallappsepilepsi. Med makrostrukturell plastisitet menes her endringer i hjernens struktur som kan måles radiologisk. Senere års forskning har vist at slik plastisitet er større enn hva man tidligere trodde. Vi har funnet at pasienter med bipolar lidelse har tynnere hjernebark i områder som man antar har viktig betydning for regulering av stemningsleiet. Videre har vi funnet holdepunkter for en forstyrrelse i hjernens hvite substans i panne- og tinninglappen. Det er holdepunkter for at dette kan lede til endret kommunikasjon mellom panne- og tinninglappen, hvilket er en mulig mekanisme bak forstyrret regulering av stemningsleiet. Ulike former for stress kan lede til forstyrrelse i hjernens plastisitet. Telomeren er en repetert DNA-sekvens på enden av kromosomene som forkortes med økende alder. Forskningen tyder på at forkortningen øker ved stresseksponering. Lengden på telomeren er derfor en mulig markør for mengden stress et individ har vært eksponert for. Vi har funnet at pasienter med bipolar affektiv lidelse har kortere telomerer enn friske kontroller. Videre er det en sammenheng mellom antall depressive episoder og telomerforkortningen – jo flere episoder, jo kortere telomerer. Dette støtter hypotesen om at en depressiv episode innebærer et betydelig stress for kroppens celler som også vil kunne affisere hjernens plastistet. Dette prosjektet er nå i en publiseringsfase hvor ett manuskript er innsendt til vurdering, mens tre manuskript er under bearbeiding. Vi vil på nytt undersøke pasientene med bipolar affektiv lidelse og de friske kontrollene sommeren 2011, det vil si om lag 12 måneder etter de første undersøkelsene. Dette prosjektet vil avsluttes ved utgangen av 2012.