本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
心理抑郁症不仅仅是一种情绪状态。 越来越多的证据表明，这一点来自于一项已广泛用于帕金森病患者的技术的新用途。 神经学家和外科医生对恰如其名的“深脑刺激”技术了解越多，他们就越相信这项技术植入电极产生的电流可以真正重启与情绪障碍相关的大脑回路。 波恩大学医院的精神病学家，也是深脑刺激研究领域的领先专家托马斯·施莱普弗在接下来的访谈中描述了这项技术的工作原理以及它为何可能帮助重度抑郁症患者。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。 通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续提供关于塑造当今世界的发现和思想的具有影响力的报道。
您能解释一下什么是深脑刺激以及它目前用于什么用途吗？
深脑刺激是指在左右大脑半球植入非常小的电极，这些电极连接到一个神经刺激器，通常放置在右胸皮肤下。 该装置在尺寸和功能上与心脏起搏器非常相似。 它可以进行不同脉冲宽度和频率的刺激。 根据选择的刺激参数，大脑中的电极能够“神经调节”——即可逆地改变——周围脑组织的功能。 深脑刺激已被广泛接受为治疗与帕金森病相关的震颤的有效方法。 全世界已有超过 80,000 名患者接受了这种方法的治疗。 一些人认为，深脑刺激是一种侵入性更小且完全可逆的选择，可以替代历史上的神经外科手术干预，后者需要破坏少量脑组织才能产生临床效果。
2. 这项技术还有其他可能的用途吗？
其他已经临床使用或正在研究的神经系统适应症包括特发性震颤、原发性肌张力障碍、难治性丛集性头痛和某些其他疼痛综合征。 深脑刺激只是在最近十年才被积极研究作为一种推定的治疗方法，用于治疗非常难治的精神疾病。 自 1999 年以来，关于 DBS 治疗难治性强迫症患者的数据已经以小型病例系列或病例报告的形式发表。 来自欧洲和美国的五个研究小组报告了关于强迫症的个体病例研究。 总体而言，在这个患者群体中似乎存在非常积极的疗效信号。 在同一时间范围内，三个研究小组开始积极研究深脑刺激在三个不同靶点——胼胝体下回皮层、内囊前肢和伏隔核——的疗效，并已发表相关研究。 有趣的是，据报道，总体反应率达到 50% 到 60%（反应定义为抑郁评分从基线至少降低 50%），考虑到这些患者的极端治疗抵抗性，这是一个令人惊讶的高比率，这些患者接受了多达 60 个疗程的心理治疗、电休克疗法和精神药物治疗。
3. 您能描述一下您最近的一些发现及其对 DBS 和抑郁症神经科学的重要性吗？
在相似的抑郁症患者中，对三个非常不同的靶点进行 DBS 治疗具有大致相同的疗效，这一事实有点令人费解。 此外，所有这三个研究小组使用的刺激强度都远高于帕金森病等神经系统适应症的电流。 较高的电流可能刺激更大体积的脑组织，这在某种程度上反驳了针对特定部位会改善患者状况的假设。
快感缺失——在以前体验过愉悦感的情况下无法体验快乐——是抑郁症的一个关键症状。 一些研究表明，伏隔核是处理奖励信号的重要结构，在重度抑郁症中功能失调。 基于这些原则，我们假设通过 DBS 对伏隔核进行神经调节可能具有抗抑郁作用，我们在研究中清楚地证明了这一点。 伏隔核充当一个中继结构，处理来自内侧前脑束（连接到伏隔核的线状输入）的奖励输入，如果这种奖励信号足够强，它就会激活前额叶皮层。
大约三年前，我们开始对内侧前脑束作为奖励系统的关键输入结构产生兴趣，并与功能神经外科医生 Volker Coenen 博士合作，他已经研究这个系统很长时间了。 内侧前脑束从腹侧纹状体区域穿过伏隔核投射到前额叶皮层。 在一项使用弥散张量成像 (DTI) 的研究中，DTI 是一种显示活体大脑中纤维结构的方法，我们能够证明，目前用于抑郁症 DBS 的所有三个靶点都与内侧前脑束的纤维具有密切的拓扑关系或重叠。
考虑到相对较高的刺激强度对更大体积的脑组织有影响，我们开始相信，所有三种方法都可能通过它们对内侧前脑束纤维结构部分的影响来产生抗抑郁作用，内侧前脑束从深脑向额叶皮层延伸时会呈扇形展开。 我们进一步假设，在靠近内侧前脑束起源处（即腹侧被盖区）进行神经调节，将以更小的刺激强度产生更好的抗抑郁效果。 这现在已在最近的研究中得到证实，我们在研究中表明，大多数患者在比其他研究中使用的刺激强度低得多的强度（约 30%）下，要么是反应者，要么是缓解者。 绝对令人惊讶的发现是，我们的患者在两到五天后表现出快速反应。 事实上，既有即时反应，也有更持久的反应。 所有患者在手术室开始刺激一分钟后都经历了非常相同的急性效应：他们立即开始进行口头互动，他们环顾手术室周围的环境，并对在场的人员产生了兴趣。 他们的心率每分钟上升了 10 次。 所有患者如此惊人地相似的效果表明，您可能正在利用一个与维持情绪平衡有关的重要且进化悠久的系统。
更持久的反应出现在刺激开始后两到五天。 这是非常出乎意料的，因为之前的 DBS 抑郁症研究、心理治疗和药物治疗都显示出延迟效应，需要大约一个月的时间。 在另一篇论文中，我们表明，唯一对内侧前脑束刺激没有反应的患者可能是因为我们在内侧前脑束的起源处造成了极少量的出血，这是 DBS 的一种罕见的急性副作用，这一悲剧事件可能剥夺了该患者对 DBS 产生反应的手段。
4. 通过这项工作，我们是否对抑郁症相关的神经回路有了更好的理解？ 您能描述一下我们学到了什么吗？
深脑刺激一个非常有趣的特点是，它不仅可能发展成为一种成功的治疗方法，专门针对那些迄今为止对精神科干预几乎或根本没有希望的患者，而且它还可以作为一个神经科学平台来研究抑郁行为背后的脑回路。 在过去的几十年里，抑郁症的潜在神经生物学已经被彻底重新概念化，从功能失调的神经递质（百忧解和类似药物的目标）转变为处理对情绪刺激的奖励或厌恶反应的广泛互联大脑区域网络中的功能障碍。 该网络中的大脑中心以电和神经化学方式相互作用和交流。 这些网络一部分的功能障碍可能对该网络的其他部分产生影响，这项研究清楚地表明，根据皮层或皮层以下哪些区域受到影响，抑郁症有非常不同的形式。 深脑刺激通过允许精细的电生理测量，为活体人脑中的这个网络打开了一个新的视角，这将几乎肯定有助于开发侵入性更小甚至更有效的治疗方法。
5. 深脑刺激已被广泛使用，但对许多人来说，头部植入类似盘子的东西或接受电休克疗法的想法令人恐惧。 这些担忧是否被夸大了？
在头骨上钻孔并将电极深入大脑的概念在理解上是令人恐惧的。 然而，全球数万名患者的经验表明，DBS 是一种出乎意料的良性神经外科手术形式，尽管存在罕见但有时很严重的副作用，例如脑出血或植入材料感染。 已经明确的是，植入刺激电极对认知没有影响； 没有观察到对大脑的损害。 就对其他治疗方法没有反应的抑郁症而言，DBS 可能比任何药物治疗或电休克疗法都具有更良性的副作用，因为它的效果非常集中且可逆，而药物通常会影响整个大脑和身体。
最近一项针对帕金森病患者的研究表明，处于疾病早期阶段的患者从治疗中获益更多。 很可能抑郁症也是如此，因此患有严重形式的抑郁症但尚未完全难治的患者可能会获益更多。
6. 是否会出现侵入性更小的神经刺激替代方案，例如经颅磁刺激或其他技术？
深脑刺激治疗抑郁症很可能是一种过渡性技术，它将导致更精细但侵入性更小的大脑治疗方法。 例如，光遗传学的最新进展展示了一种非常精确地与神经元相互作用的新方法。 很可能是 DBS 支持的神经科学发现奠定的基础将导致与功能失调的大脑网络相互作用的新靶点和技术。
7. 您在深脑刺激方面的工作是否提出了可能调节相同神经回路的新型药物的前景？ 一些关于氯胺酮的研究让人们感到兴奋。 DBS 工作与此有关吗？
内侧前脑刺激作用非常迅速这一事实是出乎意料的，并表明可能存在某种进入抑郁症病理学的快速进入途径。 这种快速效应与使用麻醉剂氯胺酮的干预措施相同，这使得两种治疗方法有可能与同一途径相互作用。
8. 您认为 DBS 不应该用于某些情况吗？
DBS 似乎确实是一种非常强大的方法，研究人员和临床医生自然会考虑将其应用于其他疾病的患者，这些患者对常规方法的治疗没有反应。 然而，我们明智的做法是谨慎行事，并在将此程序应用于患者之前，就这些疾病中功能失调的神经回路提出基于科学、可检验的假设。
图片来源：Volker Coenen，德国弗莱堡大学