Onderzoek naar de psychoactieve eigenschappen van lysergeenzuurdi-ethyladmide (LSD) in de jaren ’50 bracht wetenschappers op de serotonine hypothese van schizofrenie [1][2], een theorie die nog steeds wordt gebruikt om de neurochemische oorsprong van schizofrenie te verklaren. Recentelijk hebben Höflich et al. (2015) ketamine gebruikt om de rol van neurotransmitter glutamaat in deze psychische stoornis te onderzoeken [3].
Vanwege het feit dat er in eerder neuroimaging onderzoek verstoorde glutamaterge hersennetwerken zijn gevonden bij schizofrene patiënten, wordt er gedacht dat glutamaat een sleutelrol speelt in de etiologie van schizofrenie. Deze afwijkingen doen zich vooral voor in de thalamus, het hersengebied dat betrokken is bij het integreren en doorgeven van informatie uit andere hersengebieden. Door de hersenactiviteit te meten bij gezonde vrijwilligers die ketamine toegediend kregen, onderzochten Höflich e.a. (2015) of ketamine gebruikt kan worden als een model voor schizofrenie om zo de link tussen glutamaat en schizofrenie verder te bestuderen. Ketamine is een glutamaat antagonist. Dit betekent dat ketamine de glutamaterge neurotransmissie verhindert door de overdracht van glutamaat te blokkeren op de N-methyl-D-aspartaat (NMDA) receptor. De effecten van ketamine lijken op een aantal van de positieve, negatieve en cognitieve symptomen van schizofrenie.
In het onderzoek van Höflich e.a. (2015) voltooiden dertig gezonde vrijwilligers het dubbelblinde, placebogecontroleerde, gerandomiseerde crossover onderzoek, waarbij iedere vrijwilliger op twee verschillende dagen werd gescand in een fMRI-scanner. Hersenactiviteit werd vergeleken tussen degenen die ketamine toegediend kregen en degenen die een placebo ontvingen. De hersenscans van degenen in de ketamineconditie vertoonden, in vergelijking met de placeboconditie, een hogere functionele activiteit van de thalamus. Ook veroorzaakte ketamine een hogere connectiviteit tussen de thalamische gebieden en de somatosensorische en temporale cortexen. Er werd geen significant verschil in connectiviteit gevonden tussen de thalamus en de prefrontale, motorische, posteriore pariëtale en occipitale cortexen.
De auteurs concluderen dat ketamine tijdelijk een veranderde functionele connectiviteit teweeg kan brengen in gezonde hersenen die lijkt op de structurele hersenconnectiviteit bij schizofrene patiënten. Ze leiden hieruit af dat de neurochemische toestand die wordt veroorzaakt door ketamine als model zou kunnen fungeren voor schizofrenie, vooral wanneer het om het verklaren van de karakteristieke problemen inzake zintuiglijke filtering betreft. In het onderzoek werd echter geen afname van de connectiviteit tussen prefrontale cortex en thalamus gevonden, hetgeen wel voorkomt bij schizofrene patiënten [4]. Deze bevinding suggereert dat andere neurotransmitters ook verantwoordelijk zijn voor de manifestatie van schizofrenie. Het gebruik van ketamine en andere drugsmodellen [5] om de relatie tussen neurotransmittersystemen en de symptomatologie van schizofrenie te onderzoeken kan waardevolle informatie opleveren over de neurale fundamenten van deze mentale stoornis.
[1] Gaddum, J. H., Hebb, C. O., Silver, A., & Swan, A. A. B. (1953). 5-Hydroxytryptamine. Pharmacological action and destruction in perfused lungs. Quart. J. Exper. Physiol., 38, 255.
[2] Woolley, D. W., & Shaw, E. (1954). A Biochemical and Pharmacological Suggestion About Certain Mental Disorders. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 40(4), 228–231. doi:10.1073/pnas.40.4.228
[3] Höflich, A., Hahn, A., Küblböck, M., Kranz, G. S., Vanicek, T., Windischberger, C., …Lanzenberger, R. (2015). Ketamine-Induced Modulation of the Thalamo-Cortical Network in Healthy Volunteers As a Model for Schizophrenia. International Journal of Neuropsychopharmacology, 1–11. doi:10.1093/ijnp/pyv040 [Abstract]
[4] Leitman DI, Sehatpour P, Higgins BA, Foxe JJ, Silipo G, Javitt DC (2010). Sensory deficits and distributed hierarchical dysfunction in schizophrenia. Am J Psychiatry 167: 818-827
[5] Steeds, H., Carhart-Harris, R. L., & Stone, J. M. (2014). Drug models of schizophrenia. Therapeutic Advances in Psychopharmacology, 5(1), 43–58. doi:10.1177/2045125314557797 [Abstract]
