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深部脑刺激（deep brain stimulation，DBS）涉及在特定的大脑区域植入薄电极以传递小电脉冲，类似于起搏器。尽管DBS已被批准并用于治疗帕金森病等运动障碍多年，但它在抑郁症方面仍处于实验阶段。

2023年9月20日，美国佐治亚理工学院的Christopher J. Rozell和 Rozellankaraleengam Alagapan博士及其团队在Nature（IF=64.8)上发表了题为“Cingulate dynamics track depression recovery with deep brain stimulation”的文章，通过分析接受深部脑刺激（DBS）的患者的大脑活动，研究人员确定了大脑活动的独特模式，反映了难治性抑郁症患者的恢复过程。该研究中，90%的参与者在接受DBS治疗六个月后表现出抑郁症状的显着改善，70%的参与者不再符合抑郁症的条件。

这项研究是使用通过DBS设备直接从大脑收集的客观数据来告知临床医生患者对治疗的反应的关键一步。这些信息可以帮助指导DBS治疗的调整，根据每个患者的独特反应进行调整，并优化他们的治疗结果。

实验流程图

通过该实验，研究人员已经证明，在整个治疗过程中监测抗抑郁作用是可能的，这为临床医生提供了一种类似于糖尿病血糖测试或心脏病血压监测的工具，能够在任何给定时间读取疾病状态。重要的是，它区分了典型的日常情绪波动和抑郁发作即将复发的可能性。

研究小组使用人工智能（AI）来检测与患者康复相吻合的大脑活动变化。此外，研究人员还使用了一种新的DBS设备，可以记录大脑活动。对这些大脑记录进行了六个月的分析，发现了一种常见的生物标志物，随着每个患者从抑郁症中恢复过来，该生物标志物发生了变化。经过六个月的DBS治疗，90%的受试者的抑郁症状明显改善，70%的受试者不再符合抑郁症的标准。

该研究中的高响应率使研究人员能够开发称为“可解释的人工智能（explainable artificial intelligence）”的算法，使人类能够理解人工智能系统的决策过程。这种技术帮助团队识别和理解了区分“抑郁”大脑和“恢复”大脑的独特大脑模式。

“尽管患者的康复存在复杂的差异，但使用可解释的人工智能使我们能够识别与抑郁症恢复相对应的复杂且可用的大脑活动模式，这种方法使我们能够以临床团队可以解释的方式跟踪大脑的恢复，从而在这些方法开创精神病学新疗法的潜力方面取得了重大进展。”

“这项研究为我们之前的工作增加了一个重要的新层次，提供了可测量的变化，当难治性抑郁症患者被精确地植入鳞状细胞癌区域并接受慢性DBS治疗时，可预测和持续的抗抑郁反应。”

该团队的研究还证实了精神科医生长期以来的主观观察：随着患者大脑的变化和抑郁症的缓解，他们的面部表情也会发生变化。该团队的人工智能工具识别了个人面部表情中的模式，这些模式与从疾病状态到稳定康复的过渡相对应。这些模式被证明比目前的临床评定量表更可靠。

面部表情与实时数据变化和变化时间相关

此外，该团队使用两种类型的磁共振成像来识别大脑白质和形成治疗目标网络的相互连接区域的结构和功能异常。他们发现这些不规则性与患者恢复所需的时间相关，目标大脑网络中更明显的缺陷与治疗显示最大效果的更长时间相关。

从过渡到稳定反应的结构和功能成像相关

这些观察到的面部变化和结构缺陷提供了行为和解剖学证据，支持电活动特征或生物标志物的相关性。研究人员表示，“当我们治疗抑郁症患者时，我们依靠他们的报告、临床访谈和精神病学评定量表来监测症状。来自患者大脑的直接生物信号将提供更高水平的精确度和证据来指导我们的治疗决策。”

研究人员认为，“这项研究证明了跨学科合作的巨大力量。通过汇集工程、神经科学和临床护理方面的专业知识，我们在将这种急需的疗法转化为实践方面取得了重大进展，并增加了对基本理解，有助于指导未来疗法的发展。”

https://neurosciencenews.com/treatment-resistant-depression-biomarker-23951/

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编译：展琳琳

校审：李   杰

全文完

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