刺激大脑的变化的节奏在几分钟内治疗对难治性抑郁症在DBS外科手术

脑深部电刺激(DBS)已被证明是一种有效的治疗对于许多与难治性抑郁症患者,但还不清楚究竟怎么回事。全世界科学家竞相客观生物标志物DBS治疗功效,这种实验方法可以优化,批准并向那些有需要的人。

新的研究发表在11月3日转化精神病学提出了新的证据,短暂接触治疗术中刺激植入手术时诱发快速且一致的大脑电生理状态change-indexed减少β测量现场的刺激。这些术中大脑状态改变是出现在各个学科和相关显著和持续降低抑郁症状以外的手术室没有额外的刺激,建立减少β权力作为一种新型生物标志物DBS疗法优化。

给出的数据来自一个协作学习埃默里大学和伊坎在西奈山医学院。由海伦·s·梅贝格博士西奈山教授神经病治疗和中心创始主任纳什家族先进电路疗法在西奈山,这项研究是一个正在进行的美国国立卫生研究院(NIH)大脑Initiative-funded格兰特。

脑深部电刺激是美国食品和药物管理局批准的治疗特发性震颤、帕金森病、癫痫症和强迫症。它是神经外科手术涉及放置inc .(有时称为“脑起搏器”),发送高频电脉冲通过植入电极在大脑特定区域负责每个障碍的症状。同时实验治疗,DBS胼肢体的扣带(SCC,面积25),大脑的一个区域,与抑郁症中扮演主要角色,一再证明是一个有前途的干预对患有难治性抑郁症。

急性行为变化和长期抗抑郁响应可以可靠地引起的刺激这个定义,surgically-targeted抑郁电路,使用个性化的神经影像学指导。虽然DBS的临床疗效在治疗6个月一再证明,有不同的时间在不同的患者的复苏。理解这些初始的快速和可再生的行为影响的机制和他们的角色在预测更关键的长期响应轨迹将是关键有效的治疗和未来的研究设计。

“我们发现,在几分钟之内在手术室的刺激,大脑有一个β的变化节奏。病人表现出较大的变化经历了更大的减轻他们的抑郁在手术后一周,“说艾莉森c水博士精神病学助理教授,和神经科学,伊坎西奈山和co-first该论文的作者之一。“β节律是传统与大脑的决心是否停止或继续行动,这就是为什么神经学家βDBS治疗疾病的运动目标。我们还没有一个明确的信号与DBS对抑郁症的目标,但是现在我们可以推测β信号如何函数在这种情况下:释放刹车产生疲劳和缓慢,或打断的习惯性循环消极自我思想。”

“我们能够利用机器学习和人工智能可辩解的方法来探索未知的(隐藏的)大脑状态的变化可以解释明显的行为改变以前观察到的,”穆罕默德Sendi说,硕士,博士生在埃默里大学和佐治亚理工学院生物医学工程部门的技术和co-first该论文的作者之一。

八难治性抑郁症病人在手术室进行了电生理记录在DBS植入手术。使用特定的tractography模型手术前,调查人员发现了“最优”的目标在领导位置的鳞状细胞癌。刺激被交付在手术室的一小时,而局部场电位(联赛)神经元之间的电气信号在大脑深处同时记录。一个机器学习分类方法也被用于区分颅内联赛记录基线(stimulation-naive)和第一次接触刺激后在手术室。谱输入(θ,4-8Hz;α,9 - 121赫兹;β,13-30Hz)分类器成功的模型被评估的重要性和测试的预测抗抑郁药的反应。抑郁得分下降45.6%是观察一个星期后,这个早期抗抑郁反应与SCC LFP减少β,大多数导致分类器的成功。

“我们通常认为抑郁症的治疗数周甚至数月,以展示稳定和有意义的疾病的核心临床特征的变化,”梅贝格博士说。“这项研究显示了可再生的和一致的变化在大脑读出第一分钟的优化的刺激手术室在个别病人。这提供了新机械的理解“抑郁开关”,一个病人从持续的精神痛苦和静止状态救援和恢复能力和参与。”

“这项研究提供了个人奋斗与抑郁症的感觉希望通过现有技术的进步,”约翰·Ngai说博士,国家卫生研究院主任大脑倡议。“我们正在取得巨大的进步在更好地理解衰弱大脑和心理健康状况通过这些发现和期待看到深部脑刺激将继续改善人民的生活。”

研究继续跟踪这些大脑国家生物标志物在持续的DBS疗法正在纳什家族先进治疗中心在纽约西奈山西方。二期5年NIH的大脑倡议格兰特目前正在招募新的主题。