实验性脑植入或可实现抑郁症个性化治疗

一位女性在精心定位的神经回路受到刺激后,症状得到缓解

Seated patient is treated by a researcher.

莎拉因抑郁症接受了脑植入,加利福尼亚大学旧金山分校的研究员凯瑟琳·斯坎戈斯正在为她进行护理。

莎拉回忆了治疗前后她的感受。这位 36 岁的女性生动地回忆起,在抑郁症缓解后,她不得不重新适应完成其他人每天都在做的日常任务。甚至看菜单这个简单的动作都需要重新适应。

“我还必须学习,重新学习,”她在新闻发布会上说,“如何真正对事物有自己的看法,如何在菜单上选择并点餐,而不是仅仅顺应其他人的意愿。因为我太习惯于我无法做决定的事实,[这种能力]在过去五年里....,就萎缩并消失了。”

莎拉的顽固性抑郁症,即使对电休克疗法也没有反应,但在加利福尼亚大学旧金山分校进行的一项实验性治疗后得到了缓解。该治疗方法检测与抑郁症相关的脑活动,然后在目标位置施加电刺激以缓解症状。用于该手术的设备已获得批准用于治疗癫痫,通过在设备记录到预测即将发作的电模式后提供脑刺激。


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在 10 月 4 日的《自然医学》杂志研究中,研究人员描述了他们如何着手寻找刺激部位,使用电极探测莎拉大脑中的情绪回路。当他们寻找时,他们发现一个部位可能会降低焦虑,而另一个部位可能会增加能量水平。

当团队激活莎拉大脑深处一个与奖励相关的区域,称为腹侧纹状体时,她立即产生了反应。莎拉在一次疗程中正在做针线活,以分散自己对消极想法的注意力,这时一个刺激施加到了那个部位。她的情绪迅速改变。在加州大学旧金山分校一篇关于该治疗的文章中,她回忆说 她惊讶地发现自己很享受正在做的事情——实际上,感受到一种“喜悦和幸福”。

研究人员还想知道何时提供刺激。先前关于使用其他深部脑刺激 (DBS) 技术激活神经回路以缓解抑郁症的研究结果好坏参半。早期的尝试没有对大脑进行绘图,以考虑到抑郁症可能因人而异这一事实。

这些尝试也应用了连续刺激。加州大学旧金山分校的研究人员怀疑,这种治疗的有效性取决于知道何时应该激活电极以预测症状会变得更严重,类似于癫痫病采取的方法。

他们寻找他们称之为“生物标志物”的东西,它可以提供这样的警报。他们在杏仁核中找到了它,杏仁核调节情绪过程,也与纹状体相连。杏仁核中的高频神经活动——“伽马振荡”——表明症状即将恶化。

去年,该团队在莎拉大脑的右半球植入了价值约 30,000 美元的癫痫设备 Neuropace RNS。一根电线连接到杏仁核以检测伽马活动。当存在时,警告会闪回到放置在颅骨中的一个薄金属盘上。该圆盘,一个神经刺激器,然后沿着另一根电线向纹状体发送信号,以抑制悲伤和抑郁的感觉。

刺激以短暂的六秒爆发形式施加,然后关闭,直到收到另一个伽马警告。这种间歇性开启每天加起来不超过 30 分钟。但对于莎拉来说,它已经产生了影响。“该设备使我的抑郁症得到控制,”莎拉在新闻发布会上说,“让我能够回到最好的自己,重建值得过的生活。”

当在新患者身上尝试时,治疗将再次个性化。其他人也将接受电探测过程,以寻找最适合他们抑郁症的脑刺激区域。但莎拉病例带来的挑战让加州大学旧金山分校的研究人员感到乐观。“我们不知道我们是否能够完全治疗她的抑郁症,因为它太严重了,”加州大学旧金山分校的医生、《自然医学》论文的主要作者凯瑟琳·斯坎戈斯在新闻发布会上说。

长期的 DBS 研究人员也注意到了。“这是一个有趣且重要的原理验证案例,”西奈山伊坎医学院的神经学家海伦·梅伯格说,她一直是早期抑郁症 DBS 研究的先驱,但没有参与这项新研究。“时间会证明,这种方法是否会在更简单的开环策略 [没有生物标志物] 的基础上取得实质性改进。”

多伦多大学神经外科教授、梅伯格的合作者安德烈斯·洛扎诺也没有参与《自然医学》论文, 他说,这项工作是“一个令人兴奋的发现,它导致了一种更个性化和‘及时’的方法,可以在需要时和需要的地方在抑郁症中传递脑刺激。”他补充说,“还有几个问题仍然存在,包括这些生物标志物在患者中的普遍适用性,以及刺激的应用是否产生了不仅仅是急性的变化,而是持久的益处。”

莎拉只是一名患者。她参加的研究是一个“概念验证”——研究人员称之为“n 为 1”。“我们仍在学习;我们正处于尝试了解其工作原理的非常非常开始阶段,”加州大学旧金山分校的神经外科医生爱德华·张说,他是该研究的共同资深作者。加州大学旧金山分校正在安排另外 11 名患者。这项新的研究最终可能会更好地了解,针对正确的大脑回路是否可以消除笼罩在严重抑郁症患者身上的阴影。

Gary Stix,《大众科学》的心理和大脑主题高级编辑,编辑和报道推动脑科学走向生物科学前沿的新兴进展。Stix 编辑或撰写过封面故事、专题文章和新闻,主题广泛,从一个人沉浸在思考中时大脑中发生的事情,到减轻抑郁症等情绪障碍的脑植入技术的Impact。在接管神经科学领域之前,Stix 作为《大众科学》的特别项目编辑,负责该杂志的年度单一主题特刊,构思和制作了关于阿尔伯特·爱因斯坦、查尔斯·达尔文、气候变化和纳米技术的特刊。他负责的一个关于时间在其所有表现形式上的特刊荣获国家杂志奖。Stix 与他的妻子 Miriam Lacob 合着了一本技术入门书,名为《谁在乎千兆字节?技术困惑者的生存指南》。

更多作者:Gary Stix
SA Mind Vol 33 Issue 1本文最初以“实验性脑植入或可实现抑郁症个性化治疗”为标题发表于SA Mind 第 33 卷第 1 期 (), p. 8
doi:10.1038/scientificamericanmind0122-8
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