pnas：斯坦福大学科学家揭秘tms治疗重度抑郁的机制-新全讯平台

梵高、托尔斯泰、川端康成、亚伯拉罕·林肯、海明威、三毛、张国荣等优秀的人皆死于抑郁症。重度抑郁就像一张挣脱不开的网，甩脱不掉的无尽黑暗。除了他们，饱受抑郁症摧残的人还有很多。

重度抑郁症是如何发生的？一些研究发现，前扣带回皮质（acc）和其他参与情绪处理的脑区之间的信号紊乱可能是重度抑郁症的神经学基础，而通过刺激左侧背外侧前额叶皮层（dlpfc）调节acc和其他脑区之间信号传导的经颅磁刺激（tms）可以快速缓解重度抑郁症患者的抑郁症状[1,2]。

斯坦福医学院的研究人员发现，tms通过逆转异常大脑信号的方向，可以改变大脑神经活动的流动，并且有假设认为，大脑关键区域之间的反向神经活动流可以作为一种生物标志物来帮助诊断抑郁症，但是这些假设都还未能得到证实和测试。

2023年5月15日，斯坦福大学的nolan r. williams教授及其研究团队在《美国科学院院报》（proceedings of the national academy of sciences of the united states of america，pnas，if=11.1）上发表了题为“targeted neurostimulation reverses a spatiotemporal biomarker of treatment-resistant depression”的文章，研究发现部分重度抑郁症患者大脑中前脑岛向acc发送信号的神经信号传递方向被逆转，变成了acc向前脑岛发送信号，抑郁症状越严重，信号传递错误比例越高，而经颅磁刺激治疗可以纠正错误，使患者症状缓解，这种信号传递方向的错误也可以用于重度抑郁症诊断的生物标志物[3]。

该研究主要基于静息状态功能性mri（rs-fmri）导航下的斯坦福神经调控疗法 (stanford neuromodulation therapy, snt；也被称为斯坦福加速智能神经调控疗法stanford accelerated intelligent neuromodulation therapy，简称saint)。

snt是在rs-fmri导航下刺激acc关系最强的子区域（是抑郁症患者大脑过度活跃的一部分），每天10次间歇性爆发式磁刺激（itbs），每次1800个脉冲，两次治疗之间间隔50分钟，连续治疗5天。

研究人员招募了33名被诊断为重度抑郁症的患者。20例参加双盲随机对照试验（试验1），10例接受snt治疗，10例接受伪snt刺激。13例参加开放标签试验（试验2），接受snt治疗。此外，还分析了85例接受伪刺激的健康对照参与者的全脑定向信号传导模式。

真、伪snt刺激的功能磁共振成像结构差异分析方法(a)两个脑区bold信号；(b)（a） 中时间序列的互相关函数示例；

(c) td矩阵示意图,可以计算每个roi的平均滞后值以产生“滞后预测”;(d)集群显著性测试显示，在dlpfc（左）和acc（右）中

在正常的大脑中，前脑岛是整合身体感觉的区域，向控制情绪的区域-前扣带回皮质发送信号。然而，在四分之三患有抑郁症的参与者中，典型的活动流发生了逆转：前扣带回皮质向前脑岛发送信号。抑郁症越严重，信号传播错误的比例就越高[4]。

试验1基于试验参与者事后分析的结果，前脑岛、外侧前额叶皮层和颞顶联合与acc之间存在显著的时间结构变化，它们每一个相对于acc都表现出潜伏期缩短，驱动了acc相对于其他脑区活动延迟的表现。

研究人员发现，基线时，参与者前脑岛和外侧前额叶皮质相对于acc是延迟的，而snt治疗后（一周），顺序逆转，它们相对于acc提前了，表明了参与者信号传导方向的异常变化和snt治疗后的逆转改善。

试验2研究结果表明，tms可以通过扭转大脑中acc异常的信号传导方向快速缓解重度抑郁症患者的抑郁症状，这一异常与抑郁严重程度有关，可以作为重度抑郁症的生物标志物和对snt治疗响应的预测因素。

acc潜伏期变化与madrs评分之间的关联(左)，trd患者基线acc时间结构与madrs评分的关联（右）

研究人员表示：“fmri数据可使snt精准治疗，它既可以作为抑郁症的生物标志物，作为实现针对潜在病因的个性化靶向治疗的手段。”

研究人员认为，信号传导方向的逆转对于抑郁症来说可能非常重要，这和许多精神科医生看待抑郁症的方式相一致，比如，在平常看来很快乐的事情，在抑郁症发作时会突然让患者觉得不快乐，本来该有的情绪被逆转或者说过滤掉了。

虽然不是所有的抑郁症患者都有这种异常，尤其是在不太严重的病例中很少见，但它仍然可以作为一种重要的标志物[4]。

☞ 资讯来源：

https://medicalxpress.com/news/2023-05-depression-reversing-brain-wrong.html

☞ 参考文献：

[1] avissar m, powell f, ilieva i, et al. functional connectivity of the left dlpfc to striatum predicts treatment response of depression to tms[j]. brain stimulation, 2017, 10(5): 919-925.

[2] fox m d, buckner r l, white m p, et al. efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate[j]. biological psychiatry, 2012, 72(7): 595-603.

[3] mitra a, raichle m e, geoly a d, et al. targeted neurostimulation reverses a spatiotemporal biomarker of treatment-resistant depression[j]. proceedings of the national academy of sciences, 2023, 120(21): e2218958120.