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2023

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为了治疗重度抑郁,科学家给了大脑一把“电击器”


  萨拉(Sarah)从童年时期就患有严重的抑郁症,但如今,36岁的她终于重新体会到了人生的美妙。接受治疗后,萨拉的生活发生了翻天覆地的变化,哪怕是点菜这种小事都变得截然不同了。

  萨拉描述道:“现在我需要重新学习怎样按照自己的心意点菜,而不是盲目跟从其他人的选择。我曾经习惯了自己无法做出选择的事实。因为在过去生病的五年里,我几乎完全丧失了这种能力”。


定位“抑郁”位点

  萨拉的抑郁症曾经非常顽固——她曾尝试过抗抑郁药物甚至电休克疗法,却全无效果。然而,一种尚在实验阶段的治疗手段拯救了她。这种疗法采用了一组电极装置来感应抑郁相关的大脑活动,然后在症状出现时对目标区域施加微电流。同理,这套装置也可以感知癫痫发作前特异性的脑电波,从而及时给予刺激、消除症状,此前这一手段已被批准用于癫痫的治疗。

  发表于《自然·医学》(Nature Medicine)的论文中,美国加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的科学家展示了这一装置的成功应用案例。首先,他们采用多个电极监测萨拉脑中负责情绪的神经环路的电波。分析显示,有两处位点可能分别与焦虑减轻或情绪好转有关。

  某次治疗开启时,萨拉正在做一些针线活来试图转移注意力,试图借此忽视脑海中的负面想法。此时电极激活了一处与奖赏相关的位点——腹侧纹状体,萨拉的情绪迅速发生了变化。在反馈中,她表达了自己的惊讶——那是一种享受和体验当下的心情,一种久违的“快乐和幸福”的感觉。

  接下来,研究者们想尝试优化治疗刺激的时间和频率。此前,其他使用脑深部电刺激(deep-brain stimulation,DBS)技术的研究尚未考虑抑郁症群体的个体差异,也没有在植入装置前对全脑进行电生理活动的监测和分析,因此关于这一技术是否有效并未达成一致。

  此外,研究者怀疑前人研究中使用的持续性电刺激疗法有效与否非常依赖于治疗的时机——就像治疗癫痫时,需要在发作前的瞬间施加电流进行刺激。因此,研究人员也开始在萨拉脑中寻找可作为“警报”的“生物标志物”。他们发现,在萨拉的抑郁症状出现时,负责情绪处理的杏仁核区域出现了γ振荡,也就是神经元的高频活动。


脑深部电刺激疗法

  基于对萨拉脑部电生理活动的观察和分析,研究人员于2020年在她的右侧半脑中植入了价值30000美元的闭环脑深部电激装置Neuropace RNS。当杏仁核中出现γ波时,感应器会发送电流到固定于颅骨外侧的刺激器。刺激器随即发出信号,向纹状体发出微弱电流来缓解萨拉的抑郁情绪。

  在此实验中,单次电刺激只会持续六秒,一天内的总刺激时长不超过30分钟,然而这对萨拉已经足够有效。新闻发布会上,萨拉表示:“它成功地控制了我的病情,让我可以做回最好的自己,重新开始有意义的生活”。

  这一治疗手段也可以扩展到更多病人身上。针对其他病人,研究者同样会先使用多个电极监测大脑活动,分析出最契合抑郁情绪来源的目标脑区,进而采用个性化的植入方案。萨拉的好转给科学家带来了很多信心。这项研究的第一作者,精神病专家凯瑟琳·斯坎戈斯(Katherine Scangos)坦言:“萨拉的抑郁症非常严重,所以其实一开始我们并不确定这种疗法对她能否起效。”

  此研究也吸引了众多学者的关注。西奈山伊坎医学院(Icahn School of medicine at Mount Sinai)的海伦·迈贝格(Helen Mayberg)是最早使用DBS治疗抑郁症的神经学家之一。他评论道:“这个研究非常有趣,从原则上证明了闭环DBS疗法在抑郁症治疗中的可行性。接下来,时间将检验这种闭环的策略是否比没有生物标志物的开环疗法有更显著的疗效“。

  迈贝格的合作者安德烈亚斯·洛萨诺(Andres Lozano)是多伦多大学的神经外科专家,他称赞此研究是“令人兴奋的突破!它将会引导个性化治疗方案的制定,保证在准确的时间、位点给予患者精准的刺激,实现按需治疗。”但他也指出,“闭环DBS的应用还有几个待研究的问题,包括抑郁症生物标志物的筛选是否在患者中具有普适性,以及电刺激除了短暂影响神经活动外,是否还有更长期的作用。”

  萨拉只是第一个接受这一治疗手段的患者,科学家们习惯称这种概念验证性实验为“单病例随机对照实验(N of 1)”。本研究的共同作者,资深神经外科医生爱德华·常(Edward Chang)表示:“这项研究仍然处在非常初始的阶段,我们需要尝试将这种疗法应用于更多的患者。”该研究组已经招募了11名新的患者,后续研究将验证这种只针对个性化的神经回路和特异性神经活动的闭环DBS能否为重度抑郁症患者扫去疾病的阴霾。