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深度脑刺激(DBS)已被证明是许多患有难治性抑郁症患者的有效治疗方法，但其具体工作原理尚不清楚
全世界的科学家都在竞相寻找DBS治疗效果的客观生物标志物，以便这种实验方法能够得到优化、批准并传播给有需要的人
11月3日发表在《转化精神病学》上的一项新研究提供了新的证据，表明植入手术时术中短暂暴露于治疗性刺激会导致快速且一致的电生理脑状态变化——由刺激部位测得的β功率下降来指示
这些术中大脑状态的变化在个体受试者中可见，并且在没有额外刺激的情况下，与手术室外抑郁症状的显著和持续降低相关，从而将β功率的降低确立为DBS治疗优化的新生物标志物
这些数据来自埃默里大学和西奈山伊坎医学院的合作研究
由海伦·S领导
医学博士梅伯格，西奈山神经治疗学教授，西奈山纳什家庭高级电路治疗中心创始主任，这项研究是正在进行的美国国立卫生研究院(NIH) BRAIN Initiative资助项目的一部分
深部脑刺激得到美国批准
S
美国食品药品监督管理局治疗原发性震颤、帕金森病、癫痫和强迫症
这是一种神经外科手术，包括放置神经刺激器(有时被称为“大脑起搏器”)，通过植入大脑深处的电极将高频电脉冲发送到负责每种疾病症状的特定区域
尽管仍是一种实验性治疗，但大脑皮层下扣带区(SCC，25区)的DBS已被反复证明是治疗难治性抑郁症患者的一种有希望的干预措施，该区被认为在抑郁症中起主要作用
使用个体化的神经影像学指导，刺激这种明确的、手术靶向的抑郁回路，可以可靠地诱发急性行为改变和长期抗抑郁反应
虽然DBS在六个月的治疗过程中的临床效果已经被反复证明，但不同患者的恢复时间表存在差异
了解这些最初快速和可重现的行为效应的机制，以及它们在预测更关键的长期反应轨迹中的作用，将是有效治疗和未来研究设计的关键
“我们发现，在手术室内受到刺激的几分钟内，β脑节律发生了变化
那些表现出较大变化的患者在手术后的一周内经历了较大程度的抑郁缓解
沃特世，博士
D
伊坎西奈山精神病学和神经科学助理教授，该论文的共同第一作者
“传统上，β节律与大脑决定是否停止或继续一个动作过程有关，这就是为什么神经学家将β与DBS一起用于治疗运动障碍
我们还没有一个明确的信号来针对抑郁的DBS，但现在我们可以推测β信号在这种情况下可能如何起作用:释放产生疲劳和缓慢的刹车，或者中断消极的自我聚焦思维的习惯性循环
" “我们能够利用机器学习和可解释的人工智能方法来探索大脑状态中未知的(隐藏的)变化，这将解释以前观察到的明显的行为变化，”理学硕士博士穆罕默德·森迪说
D
埃默里大学和佐治亚理工学院生物医学工程系的候选人，论文的共同第一作者
八名难治性抑郁症患者在其DBS导线植入手术期间在手术室接受了电生理记录
在手术前使用患者特定的牵引成像模型，研究人员确定了SCC内导线放置的“最佳”目标
然后在手术室里进行一个小时的刺激，同时记录局部场电位——大脑深处神经元之间的电信号
随后使用机器学习分类方法来区分在基线(刺激-幼稚)和首次暴露于手术室刺激后记录的颅内LFP
频谱输入(θ，4-8Hz；α，9-121赫兹；β，13-30Hz)对分类器成功的重要性进行评估，并作为抗抑郁反应的预测因子进行测试
抑郁症得分下降了45
一周后观察到6%，这种早期抗抑郁反应与SCC LFPβ功率的降低相关，这是分类成功的最大原因
“我们通常认为抑郁症的治疗需要几周到几个月的时间来显示疾病核心临床特征的稳定和有意义的变化，”Dr
梅伯格
“这项研究显示，在手术室对个别患者进行优化刺激的最初几分钟内，大脑读数发生了可再现的一致变化
这为“抑郁开关”提供了新的机械论理解，它将患者从持续的精神痛苦和静止状态转移到缓解状态，并重新获得行动和参与的能力
" 博士约翰·恩盖说:“这项研究通过现有技术的进步，为那些与抑郁症作斗争的人提供了一种希望感。”
D
美国国立卫生研究院大脑计划主任
“通过这些发现，我们在更好地理解使人衰弱的大脑和精神健康状况方面取得了巨大的进步，并期待着了解深部脑刺激将如何继续改善人们的生活。”
" 纽约西西奈山纳什家庭高级治疗中心正在进行在DBS治疗过程中继续追踪这些大脑状态生物标志物的研究
这项为期5年的NIH BRAIN计划资助的第二阶段目前正在招募新的受试者
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