Background: Early trauma predicts poor psychological and physical health. Glutamatergic synaptic processes offer one avenue for understanding this relationship, given glutamate's abundance and involvement in reward and stress sensitivity, emotion, and learning. Trauma-induced glutamatergic excitotoxicity may alter neuroplasticity and approach/avoidance tendencies, increasing risk for psychiatric disorders. Studies examine upstream or downstream effects instead of glutamatergic synaptic processes in vivo, limiting understanding of how trauma affects the brain.Objective: In a pilot study using a previously published data set, we examine associations between early trauma and a proposed measure of synaptic strength in vivo in one of the largest human samples to undergo Carbon-13 (13C MRS) magnetic resonance spectroscopy. Participants were 18 healthy controls and 16 patients with PTSD (male and female).Method: Energy per cycle (EPC), which represents the ratio of neuronal oxidative energy production to glutamate neurotransmitter cycling, was generated as a putative measure of glutamatergic synaptic strength.Results: Results revealed that early trauma was positively correlated with EPC in individuals with PTSD, but not in healthy controls. Increased synaptic strength was associated with reduced behavioural inhibition, and EPC showed stronger associations between reward responsivity and early trauma for those with higher EPC.Conclusion: In the largest known human sample to undergo 13C MRS, we show that early trauma is positively correlated with EPC, a direct measure of synaptic strength. Our study findings have implications for pharmacological treatments thought to impact synaptic plasticity, such as ketamine and psilocybin.
Antecedentes: El trauma temprano predice una mala salud psicológica y física. Los procesos sinápticos glutamatérgicos ofrecen una vía para entender esta relación, dada la abundancia de glutamato y su participación en la recompensa y sensibilidad al estrés, la emoción y el aprendizaje. La excitotoxicidad glutamatérgica inducida por el trauma puede alterar la neuroplasticidad y las tendencias de aproximación/evitación, aumentando el riesgo de trastornos psiquiátricos. Los estudios examinan los efectos pre y postsinápticos en lugar de los procesos sinápticos glutamatérgicos in vivo, limitando la comprensión de cómo el trauma afecta al cerebro.
Objetivo: En un estudio piloto utilizando un conjunto de datos publicado previamente, examinamos las asociaciones entre el trauma temprano y una medida propuesta de la fuerza sináptica in vivo en una de las muestras humanas más grandes sometidas a espectroscopía de resonancia magnética de Carbon-13 (13C MRS). Los participantes fueron 18 controles sanos y 16 pacientes con TEPT (hombres y mujeres).
Método: Energía por ciclo (EPC), que representa la relación entre la producción de energía oxidativa neuronal y el ciclo del neurotransmisor glutamato, se generó como una medida putativa de la fuerza sináptica glutamatérgica.
Resultados: Los resultados revelaron que el trauma temprano se correlacionó positivamente con EPC en individuos con TEPT, pero no en controles sanos. Una mayor fuerza sináptica se asoció con una reducción de la inhibición conductual, y la EPC mostró asociaciones más fuertes entre la capacidad de respuesta a las recompensas y el trauma temprano en aquellos con una EPC más alta.
Conclusión: En la muestra humana más grande conocida que se sometió a 13C MRS, mostramos que el trauma temprano se correlaciona positivamente con EPC, una medida directa de la fuerza sináptica. Los hallazgos de nuestro estudio tienen implicaciones para los tratamientos farmacológicos que se cree que afectan la plasticidad sináptica, como la ketamina y la psilocibina.
背景：早期创伤预示着心理和身体健康状况不佳。谷氨酸能突触加工为理解这种关系提供了一种途径，因为谷氨酸含量丰富且参与奖赏和压力敏感性、情绪和学习。 创伤引起的谷氨酸兴奋性毒性可能会改变神经可塑性和接近/回避倾向，增加精神障碍的风险。研究考查上游或下游效应，而不是体内谷氨酸能突触加工，限制了对创伤如何影响大脑的理解。
目的：在一项使用先前发表过的数据集的初步研究中，我们在接受碳 13 (13C MRS) 磁共振波谱分析的最大人类样本之一中考查了早期创伤与提出的体内突触强度测量之间的关联。参与者包括 18名健康对照者和 16 名 PTSD 患者（男性和女性）。
方法：周期能（EPC）代表神经元氧化能量产生与谷氨酸神经递质循环的比率，是作为谷氨酸突触强度的推测测量值而产生的。
结果：结果显示，在患有 PTSD 的个体中，早期创伤与 EPC 呈正相关，但在健康对照中则不然。 更强的突触强度与减少的行为抑制相关，对于具有较高 EPC 的人来说，EPC 显示奖赏反应性与早期创伤之间有更强的关联。
结论：在已知接受 13C MRS 的最大人类样本中，我们展示了早期创伤与作为突触强度直接测量的EPC呈正相关。我们的研究结果被认为对突触可塑性的药物治疗（例如氯胺酮和裸盖菇素）具有影响。
Keywords: PTSD; Plasticidad sináptica; Synaptic plasticity; TEPT; childhood maltreatment; childhood trauma; espectroscopia de resonancia magnética; glutamate; glutamato; magnetic resonance spectroscopy; maltrato infantil; trauma infantil; 磁共振波谱分析; 突触可塑性; 童年期创伤; 童年期虐待; 谷氨酸.
Abnormalities in the strength of synaptic connections have been implicated in trauma and trauma-related disorders but not directly examined.We used magnetic resonance spectroscopy to investigate the association between early trauma and an in vivo measure of synaptic strength.For people with posttraumatic stress disorder, as early trauma severity increased, synaptic strength increased, highlighting the potential for treatments thought to change synaptic connections in trauma-related disorders.