Cell子刊：袁逖飛/周東升團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)刺激大腦治療抑郁癥的關(guān)鍵機(jī)制

安喜的空間 2023-06-04 發(fā)布于上海

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抑郁癥是最常見的精神心理疾病之一，已成為全球疾病總負(fù)擔(dān)首位。目前主要的治療手段是服用抗抑郁藥物，但其存在起效慢、有軀體副作用等缺點，限制了藥物在急重患者、青少年、孕期女性等特殊群體中的應(yīng)用。抑郁癥涉及大腦多個區(qū)域結(jié)構(gòu)與功能的改變，主要表現(xiàn)為諸多腦區(qū)存在異常的神經(jīng)活動模式。早期的動物研究發(fā)現(xiàn)：用電極直接刺激大腦的特定區(qū)域，可以快速改善抑郁相關(guān)的行為表現(xiàn)，提示人類有望通過調(diào)控特定腦區(qū)的神經(jīng)活動來治療抑郁癥。

非侵入腦刺激技術(shù)被譽為當(dāng)代腦科學(xué)四大技術(shù)之一，其原理是利用非侵入式聲、光、電、磁等物理模態(tài)的手段，對腦中樞、周圍和自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生興奮或抑制，從而調(diào)控神經(jīng)組織的信息處理加工。其中，重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）通過在特定腦區(qū)施加持續(xù)的交變磁場，誘發(fā)該區(qū)域的興奮或抑制，是目前臨床上應(yīng)用最為廣泛的、綠色、安全的腦刺激技術(shù)。自2008年起，利用rTMS刺激背外側(cè)前額葉皮層（DLPFC）的技術(shù)被批準(zhǔn)用于治療抑郁癥，拓展了“不吃藥治療抑郁癥”的新療法。然而，該方法產(chǎn)生療效的具體機(jī)制尚未被充分解析。

2023年5月31日，國家精神疾病醫(yī)學(xué)中心（上海市精神衛(wèi)生中心）袁逖飛、寧波市康寧醫(yī)院（寧波大學(xué)附屬精神衛(wèi)生中心）周東升等人在 Cell 子刊 Cell Reports Medicine 上發(fā)表了題為：Orbitofrontal cortex-hippocampus potentiation mediates relief for depression: a randomized double-blind trial and TMS-EEG study 的研究論文。

該研究提出眶額葉皮層-海馬（OFC-HPC）環(huán)路功能增強(qiáng)是抑郁癥緩解的關(guān)鍵神經(jīng)機(jī)制。

研究團(tuán)隊首先通過經(jīng)顱磁刺激同步腦電（TMS-EEG）技術(shù)，結(jié)合腦區(qū)溯源分析，比較了健康對照與抑郁癥患者的腦區(qū)興奮性及功能連接差異。發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者出現(xiàn)DLPFC、OFC與HPC等區(qū)域的興奮性下降，和DLPFC-OFC的功能連接受損。預(yù)測分類模型發(fā)現(xiàn)，刺激位點以及OFC的區(qū)域興奮性是區(qū)分健康對照與抑郁癥患者的關(guān)鍵因素。

此外，研究團(tuán)隊還設(shè)計了一個雙盲隨機(jī)分組的臨床實驗，并在靶向DLPFC的高頻（10 Hz）rTMS干預(yù)結(jié)束后采用TMS-EEG技術(shù)，記錄抑郁癥患者的神經(jīng)活動。目的是探究rTMS改善抑郁癥狀的潛在神經(jīng)機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接受有效rTMS干預(yù)的患者的抑郁癥狀、焦慮癥狀和睡眠障礙均出現(xiàn)了顯著緩解；而接受偽刺激安慰治療的患者，雖然上述癥狀也得到一定程度的緩解，但不及接受有效rTMS干預(yù)的患者的變化顯著。

接著，研究團(tuán)隊同樣分析了區(qū)域興奮性與功能連接的改變，發(fā)現(xiàn)有效rTMS干預(yù)能夠?qū)е翫LPFC、OFC、HPC等腦區(qū)興奮性增加。非常有意思的是，HPC區(qū)域興奮性的增加和抑郁癥狀的改善特異性相關(guān)，而與焦慮、睡眠障礙等癥狀的變化無關(guān)。值得注意的是，DLPFC與HPC的功能連接在干預(yù)前后無顯著變化，表明HPC區(qū)域興奮性的增加并不是通過直接改變DLPFC-HPC的功能連接所導(dǎo)致。后續(xù)的計算模型分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，OFC區(qū)域是介導(dǎo)DLPFC刺激影響HPC功能重塑的關(guān)鍵機(jī)制，主要由低頻神經(jīng)振蕩（如delta、theta等頻率）所驅(qū)動。這些發(fā)現(xiàn)指出了抑郁癥緩解的關(guān)鍵腦區(qū)機(jī)制及伴隨的神經(jīng)活動重塑模式，也為未來實施個體化精準(zhǔn)干預(yù)提供了可行性靶點和客觀評估的生理指標(biāo)。