Influenze ormonali sulla funzione cerebrale
La ricerca studia come i cambiamenti ormonali influenzano la connettività cerebrale nelle donne.
Katherine L Bottenhorn, T. Salo, E. G. Jacobs, L. Pritschet, C. M. Taylor, M. M. Herting, A. R. Laird
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Indice
- Cambiamenti ormonali durante il ciclo mestruale
- La mancanza di ricerca su ormoni e cervello
- L'importanza degli studi dettagliati
- Indagare l'influenza degli ormoni
- I partecipanti e la raccolta dei dati
- Come vengono misurati gli ormoni
- Metodi di neuroimaging
- Analisi dei dati
- Risultati iniziali sulla connettività
- Effetti dei contraccettivi ormonali
- Il ruolo di estradiolo e progesterone
- Generalizzabilità dei risultati
- Variabilità individuale negli ormoni
- Importanza del fenotipaggio dettagliato
- Andando avanti
- Conclusione
- Fonte originale
Il cervello è una parte chiave del sistema endocrino, il che significa che produce e reagisce a Ormoni che influenzano il suo funzionamento. Gli ormoni possono cambiare la struttura e la funzione del cervello. Un esempio significativo è come gli ormoni femminili, in particolare durante il ciclo mestruale, influenzino le attività cerebrali.
Cambiamenti ormonali durante il ciclo mestruale
Durante il ciclo mestruale, i livelli ormonali fluttuano notevolmente. Estradiolo e Progesterone sono i due principali ormoni che variano in questo periodo. L'estradiolo è noto per influenzare la densità di specifiche strutture cerebrali, aiutare nell'apprendimento e nella memoria e addirittura regolare le emozioni. D'altra parte, il ruolo del progesterone nella funzione cognitiva è meno chiaro, anche se sembra influenzare alcuni cambiamenti di volume cerebrale.
Usare contraccettivi ormonali può interrompere il ciclo ormonale naturale. Studi suggeriscono che questi contraccettivi possano essere collegati a un maggior rischio di depressione e a cambiamenti nelle aree cerebrali coinvolte nella cognizione. Tuttavia, l'attenzione su come gli ormoni impattino la funzione cerebrale è ancora limitata, in particolare nelle neuroscienze umane.
La mancanza di ricerca su ormoni e cervello
Nonostante migliaia di studi che utilizzano tecniche di imaging cerebrale, molto pochi si sono concentrati su come gli ormoni impattino la funzione cerebrale. La maggior parte delle ricerche esistenti guarda alle differenze nelle varie fasi del ciclo mestruale, ma non tiene conto di come gli ormoni cambiano all'interno di quelle fasi. C'è bisogno di esaminare più da vicino come queste fluttuazioni ormonali influenzino il cervello e di includere gli effetti dei contraccettivi ormonali.
Molti studi che esaminano gli ormoni si concentrano tipicamente sulle differenze tra gruppi piuttosto che sulle variazioni individuali. Questa mancanza di attenzione sulle esperienze individuali significa che non comprendiamo pienamente come gli ormoni interagiscano con la funzione cerebrale attraverso diversi individui e situazioni.
L'importanza degli studi dettagliati
Per colmare queste lacune, i ricercatori stanno puntando a studi dettagliati che misurano ripetutamente gli ormoni e la funzione cerebrale nel tempo. Tali studi possono aiutare a capire come i livelli ormonali influenzino le attività cerebrali in momenti diversi all'interno del ciclo mestruale e come questi effetti differiscano da persona a persona.
Un approccio prevede di monitorare da vicino i cambiamenti, misurando gli ormoni e le attività cerebrali frequentemente. Questo metodo consente di avere un quadro più chiaro su come gli ormoni impattino la funzione cerebrale e aiuta a identificare schemi che potrebbero essere trascurati in misurazioni meno frequenti.
Indagare l'influenza degli ormoni
Questo studio si concentra sugli effetti dei contraccettivi ormonali e dei livelli ormonali naturali del ciclo mestruale sulle reti cerebrali. I ricercatori miravano a scoprire come questi ormoni influenzino la Connettività cerebrale, che si riferisce a come le diverse aree del cervello comunicano tra loro.
Per raggiungere questo obiettivo, sono stati analizzati dati provenienti da tre diversi studi. Un studio ha osservato una donna durante il suo ciclo mestruale naturale, un altro l'ha esaminata mentre usava contraccettivi ormonali, e un terzo studio ha incluso diverse donne che usavano contraccettivi e quelle nel loro ciclo naturale. Raccogliere queste informazioni offre un'opportunità unica per esplorare come le variazioni nei livelli ormonali si collegano ai cambiamenti nella funzione cerebrale.
I partecipanti e la raccolta dei dati
Nello studio, una donna premenopausale ha fornito dati dal suo ciclo mestruale naturale e poi di nuovo dopo aver usato contraccettivi ormonali. Inoltre, altre tre donne premenopausali sono state studiate. Hanno fornito campioni di saliva per misurare i livelli ormonali e hanno subito scansioni cerebrali.
Questa combinazione di dati sui livelli ormonali e imaging cerebrale è fondamentale per capire meglio come gli ormoni si relazionano alla funzione cerebrale. Considerando partecipanti con esperienze diverse-alcuni con ciclo naturale e altri in uso di contraccettivi ormonali-i ricercatori possono dipingere un quadro più ampio di come gli ormoni giocano un ruolo nelle attività cerebrali.
Come vengono misurati gli ormoni
Le misurazioni ormonali in questo studio includevano sia campioni di sangue che di saliva. I campioni di sangue sono stati prelevati per valutare i livelli di ormoni essenziali in un ambiente controllato, mentre i campioni di saliva fornivano ulteriori informazioni sulle fluttuazioni ormonali. Questa combinazione permette ai ricercatori di monitorare come gli ormoni cambiano e come questi cambiamenti si relazionano alla funzione cerebrale.
Metodi di neuroimaging
I dati di imaging cerebrale sono stati raccolti utilizzando tecnologie MRI avanzate. I partecipanti sono stati sottoposti a scansioni mentre riposavano, il che consente ai ricercatori di osservare la connettività cerebrale senza interferenze da compiti esterni. Questo stato di riposo è cruciale per capire come le diverse aree del cervello comunicano tra loro quando non sono focalizzate su compiti specifici.
Analisi dei dati
Dopo aver raccolto i dati, i ricercatori li hanno elaborati per garantire accuratezza e affidabilità. Hanno analizzato la connettività funzionale del cervello, che si riferisce a come varie aree interagiscono tra loro. Comprendere questa connettività è fondamentale per determinare come i livelli ormonali possano influenzare i processi cerebrali.
Risultati iniziali sulla connettività
I risultati hanno indicato che la connettività cerebrale è più simile all'interno degli individui piuttosto che tra diversi individui. Questo suggerisce che fattori personali giochino un ruolo sostanziale nel plasmare come gli ormoni influenzino la funzione cerebrale. La similitudine vista nel cervello di una persona attraverso diverse sessioni supporta l'idea che esperienze individuali e livelli ormonali influenzino significativamente le reti cerebrali.
Effetti dei contraccettivi ormonali
L'analisi ha anche rivelato che l'uso di contraccettivi ormonali influisce sulla connettività cerebrale. Mentre questi contraccettivi impattano la connettività funzionale in molte aree cerebrali, le aree più colpite includono quelle coinvolte nell'attenzione e nel controllo. Questo evidenzia che i contraccettivi non solo alterano i livelli ormonali, ma hanno anche ampie implicazioni su come il cervello si organizzi.
Il ruolo di estradiolo e progesterone
Lo studio ha identificato reti distinte collegate a estradiolo e progesterone. L'influenza dell'estradiolo è stata notata in specifiche aree cerebrali relative all'attenzione e all'elaborazione visiva, mentre la connettività legata al progesterone sembrava essere più diffusa. Questo suggerisce che diversi ormoni influenzano il cervello in modi variati.
Generalizzabilità dei risultati
Un altro aspetto importante della ricerca è stata la valutazione della generalizzabilità-i risultati possono essere applicati ad altri individui. I risultati mostrano che mentre la connettività funzionale legata all'estradiolo può essere in parte generalizzata, i risultati relativi al progesterone potrebbero non essere così facilmente trasferibili. Questo indica differenze individuali in come gli ormoni interagiscono con la funzione cerebrale.
Variabilità individuale negli ormoni
Lo studio ha anche sottolineato la variabilità dei Cicli mestruali. Ricerche hanno dimostrato che il ciclo mestruale varia non solo tra diverse donne, ma anche all'interno della stessa persona. Questo evidenzia la complessità di studiare le interazioni ormone-cervello.
Importanza del fenotipaggio dettagliato
La tecnica del fenotipaggio profondo è cruciale per ottenere informazioni su come il ciclo mestruale impatti la funzione cerebrale. Richiede la raccolta di dati ricchi e dettagliati nel tempo per catturare le sfumature di come gli ormoni fluttuano. Comprendere queste sfumature è essenziale per afferrare come i cambiamenti ormonali possano influenzare l'umore, la cognizione e la salute generale del cervello.
Andando avanti
Guardando al futuro, c'è un chiaro bisogno di ulteriori ricerche su come i contraccettivi ormonali e le fluttuazioni ormonali naturali influenzino la connettività cerebrale. Questo fornirà una comprensione più completa delle dinamiche neuroendocrine presenti negli individui che mestruano.
Conclusione
In sintesi, gli ormoni giocano un ruolo critico nel plasmare la funzione cerebrale, in particolare nelle donne. Le fluttuazioni ormonali durante il ciclo mestruale possono influenzare significativamente i processi cognitivi e la regolazione delle emozioni. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare i diversi impatti dei contraccettivi ormonali e per comprendere le differenze individuali in come questi ormoni funzionano nel cervello. Concentrandosi su misurazioni precise e su un monitoraggio più ravvicinato dei livelli ormonali, i ricercatori possono continuare a scoprire le complessità della funzione cerebrale legata ai cambiamenti ormonali, contribuendo infine a migliorare i risultati di salute per le donne e gli individui che mestruano.
Titolo: Idiosyncrasy and generalizability of contraceptive- and hormone-related functional connectomes across the menstrual cycle
Estratto: Neuroendocrinology has received little attention in human neuroscience research, resulting in a dearth of knowledge surrounding potent and dynamic modulators of cognition and behavior, as well as brain structure and function. This work addresses one such phenomenon by studying functional connectomics related to ovarian hormone fluctuations throughout the adult menstrual cycle. To do so, we used functional magnetic resonance imaging (fMRI) and hormone assessments from two dense, longitudinal datasets to assess variations in functional connectivity with respect to endogenous and exogenous endocrine factors throughout the menstrual cycle. First, we replicated prior findings that common, group-level and individual specific factors have similar relative contributions to functional brain network organization. Second, we found widespread connectivity related to hormonal contraceptive (HC) use, in addition to sparser estradiol- and progesterone-related connectivity, and differential generalizability of these subnetworks that suggests progestin-specific impacts on functional connectivity in HC users. These results provide novel insight into within-individual changes in brain organization across the menstrual cycle and the extent to which these changes are shared between individuals, illuminating understudied phenomena in reproductive health and important information for all neuroimaging studies that include participants who menstruate. Author SummaryEndocrine modulation of brain function across the menstrual cycle is poorly understood. Human neuroimaging research on the menstrual cycle has long relied on group- and or coarse, within-individual cycle stage-differences, overlooking considerable individual differences in brain organization, the menstrual cycle, and hormone concentrations. Here, we take a multi-dataset approach to identify idiosyncratic contraceptive- and hormone-related functional connectivity from within-individual neuroendocrine dynamics and then test the generalizability of this connectivity to other individuals. In doing so, we identified idiosyncratic hormone-responsive subnetworks that are somewhat generalizable to other individuals, though this generalizability is complicated by hormonal contraceptive use, potentially reflecting differential connectivity between contraceptive formulations. Thus, this work illuminates individual similarities and differences in neuroendocrine dynamics across the menstrual cycle.
Autori: Katherine L Bottenhorn, T. Salo, E. G. Jacobs, L. Pritschet, C. M. Taylor, M. M. Herting, A. R. Laird
Ultimo aggiornamento: 2024-10-26 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620112
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.24.620112.full.pdf
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