科學家找出憂鬱症如何導致大腦訊號失控,以及如何改變它們的路徑

美國的研究人員終於發現了嚴重的憂鬱症是如何導致大腦訊號異常的,以及強大的磁脈衝如何快速緩解患者的症狀。

近幾十年來,經顱磁刺激 (TMS) 已成為世界各地治療憂鬱症和其他心理健康疾病的廣泛做法,但直到現在,醫生和科學家還沒有完全理解該技術到底是如何影響大腦的。

要了解醫生如何開始接受一項他們尚未完全掌握的技術,我們首先要回到 1938 年,當時一名患有偏執型精神分裂症的意大利男子被診斷出患有偏執型精神分裂症。第一個人接受所謂的電痙攣療法(電痙攣療法或 ECT)後,他的症狀完全消失。

隨著時間的推移,ECT 的使用範圍從精神分裂症擴展到其他疾病,包括癲癇,醫生開始注意到,在癲癇發作後的幾天內,患者常常感到欣快或非常高興。

「精神科醫生的想法是,好吧,如果我們讓那些非常非常憂鬱的人誘發癲癇發作會怎麼樣:這可以幫助他們感覺好一點嗎?這實際上催生了迄今為止治療憂鬱症最有效的方法之一,那就是電休克療法,」史丹佛大學精神病學和行為科學博士後阿尼什·米特拉博士說。

電痙攣療法 (ECT) 與 TMS 不同,是一種在全身麻醉下進行的手術,其中小電流通過大腦,有意引發短暫的癲癇發作。眾所周知,它可以快速顯著改善多種精神健康狀況,包括重度憂鬱症(臨床憂鬱症),這是最嚴重的精神障礙形式之一。

但米特拉說,電痙攣療法「很繁重」。它需要全身麻醉,並引起了極大的恥辱。這促使醫生探索是否有可能只刺激大腦的一部分,而不必讓人們出現如此全面的癲癇發作。

這就是 20 世紀 80 年代經顱磁刺激 (TMS) 的誕生。 TMS 與 ECT 不同,它不是使用電流誘發癲癇發作,而是使用磁脈衝以非侵入性方式刺激大腦。

儘管如此,目前還不太清楚 TMS 如何幫助憂鬱症患者。主要的假設是它改變了大腦中神經活動的流動,但米特拉仍然持懷疑態度,並致力於解開這個謎團,希望找到更有效的治療方法。

大腦訊號走錯路

為了找出憂鬱症在大腦中流動的地方,米特拉和他的團隊招募了 33 名因重度憂鬱症住院的患者。

其中 23 名患者接受了史丹佛神經調節療法 (SNT)——一種加速形式的經顱磁刺激——10 名患者接受了假手術。然後他們將這些患者的數據與 85 名沒有憂鬱症的健康受試者的數據進行了比較。

當使用功能性磁振造影 (fMRI)(一種用於測量和繪製大腦活動圖的非侵入性成像技術)檢查大腦掃描時,他們發現一個有趣的聯繫。

在健康受試者的大腦中,科學家追蹤了從大腦解釋感覺訊息的部分(稱為前島葉)到為感覺訊息賦值的另一部分(稱為前扣帶皮質)的訊息傳輸。

但在四分之三患有嚴重憂鬱症的參與者中,「大腦處理情緒信號的方式變得非常異常,」米特拉告訴歐洲新聞台,並補充說,對他們來說,「這是價值系統- 前扣帶皮質 -這是一種驅動事物的方式—而不是感官訊息」。

換句話說,大腦網路中誰是發送者、誰是接收者似乎對一個人是否有憂鬱症非常重要。

“憂鬱過濾器”

這項見解對Mitra 的團隊來說很有趣,因為通常情況下,患有憂鬱症的人無法從通常會讓他們快樂的活動中體驗到快樂或愉悅,「所以你可以想像這種[異常流動]是一種過濾器:大腦是善良的將其獎勵中心設置為“沒有什麼會讓你快樂”。

米特拉說,科學家認為,經顱磁刺激可能可以重置這種異常流動,一旦恢復正常定向流動,「憂鬱過濾器」就會關閉。

然而,並非所有憂鬱症患者都表現出相同的神經活動異常模式,在較輕微的憂鬱症病例中,逆轉的腦流可能不太常見。

然而,無論何時存在,異常的神經活動都可以作為有價值的生物標記物,並最終確定憂鬱症患者最合適的治療方法。

Mitra 說:「事實上,我們可以尋找這種生物標誌物,並可能預測它會對誰起作用,而不是浪費時間,這一點非常重要。」他補充說,有效的診斷和預後對於憂鬱症患者提供及時有效的干預措施至關重要。

人們情緒反應網絡的確切位置可能因人而異,識別出的生物標記還可以幫助醫生確定在進行經顱磁刺激時應該針對大腦的哪個部分。

米特拉說,利用大腦成像技術來研究訊號如何在大腦中傳播是一個相對較新的概念,但全球範圍內已經有大量來自患有憂鬱症和尚未好轉的憂鬱症患者的數據和大腦成像。

將這些現有數據集關聯起來可以得出新的有價值的結論,「比如'哦,這種類型的抑鬱症(如大腦圖像中所示)對百憂解的反應非常好,」他解釋道。

雖然他發現結果令人興奮,但仍有許多懸而未決的問題。

「我們只能獲取世界上關於憂鬱症時大腦的數據的一小部分。所以我認為這是令人興奮的,因為它為人們提供了線索,讓人們可以跟隨並看看它會把我們帶到何方,」他說。