新型脑深部刺激设备与强大的人工智能相结合，可改善对耐药性抑郁症的治疗。研究人员利用一种能够记录大脑信号的新型脑深部刺激（DBS）设备，确定了一种与耐药抑郁症临床康复迹象相关的大脑活动模式或"生物标志物"。这项小型研究的发现是利用大脑数据了解患者对 DBS 治疗反应的重要一步。

两根 DBS 导线植入扣带下皮层，神经纤维krwyogETd延伸到其他脑区。大脑活动特征或生物标志物可以帮助科学家追踪抑郁症状并优化 DBS 技术。资料来源：西奈山伊坎医学院 Ki Seung Choi/Mayberg 实验室

这项研究发表在《自然》（Nature）杂志上，并得到了美国国立卫生研究院"通过推进创新神经技术进行脑研究计划"（BRAIN Initiative）的支持。

DBS 的临床应用

尽管这种方法仍处于实验阶段，但临床研究表明，DBS 可以安全有效地用于治疗抗抑郁药物治疗后症状仍无改善的抑郁症病例，这种抑郁症被称为耐药性抑郁症。接受 DBS 治疗的患者需要接受手术，将一个薄薄的金属电极植入特定的大脑区域，以产生电脉冲来调节大脑活动。人们对 DBS 究竟如何改善抑郁症患者的症状还不甚了解，这使得研究人员很难客观地跟踪患者对治疗的反应，并根据需要进行调整。

这项小型研究招募了10名患有难治性抑郁症的成年人，他们都接受了为期6个月的DBS治krwyogETd疗。每位参与者开始时都接受相同剂量的刺激，然后刺激水平增加一到两次。随后，研究人员使用人工智能（AI）工具分析了收集到的六名患者的大脑数据，并观察到一种常见的大脑活动特征或生物标志物，与患者自我报告的抑郁症状或稳定的康复症状相关。在一名患者身上，研究人员发现了该生物标志物，并通过回顾性分析预测出患者会在临床访谈显示其有复发风险的四周前再次陷入重度抑郁发作。

改进 DBS 治疗

"这项研究表明，新技术和数据驱动的方法可以改进重度抑郁症的 DBS 治疗，而重度抑郁症会使人衰弱，"BRAIN 计划主任 John Ngai 博士说。"正是 BRAIN Initiative 所促成的这种合作，使有前景的疗法更接近临床应用。

在这项研究中，患者接受了针对扣带下皮层（SCC）的DBS治疗，扣带下皮层是一个调节情绪行为的脑区，与悲伤情绪有关。扣带回皮质的 DBS 是一种新兴疗法，可以长期稳定地缓解抑郁症状。然而，使用 DBS 治疗抑郁症仍具有挑战性，因为每位患者的稳定康复之路都不尽相同。临床医生还必须依靠患者访谈中的主观自我报告和精神评级量表来跟踪症状，而这些症状会随着时间的推移而波动。这就很难区分正常的情绪变化和需要调整刺激的更严重情况。此外，DBS治疗后症状的变化可能需要数周或数月才能出现，因此很难判断治疗效果如何。

"这一生物标志物表明，大脑信号可用于帮助了解患者对 DBS 治疗的反应，并对治疗做出相应调整，"美国国立卫生研究院国家精神卫生研究所所长、医学博士约书亚-戈登（Joshua A. Gordon）说。"这些发现标志着将疗法转化为实践的一大进步"。

患者的反应和技术的作用

研究中的患者对 DBS 治疗反应良好；6 个月后，90% 的患者抑郁症状明显改善，70% 的患者病情缓解或不再抑郁。如此高的反应率为我们提供了一个难得的机会，让我们可以回顾并研究每位患者的大脑在治疗过程中对刺激的不同反应。

亚特兰大佐治亚理工学院朱利安-T-海塔尔讲座教授、电气与计算机工程学博士克里斯托弗-罗泽尔和他的196世界之最同事们使用了一种名为可解释人工智能的技术来了解大脑活动的这些微妙变化。该算法利用大脑数据区196世界之最分抑郁状态和稳定恢复状态，并能解释大脑中哪些活动变化是这种转变的主要驱动因素。重要的是，该生物标志物还能区分正常的日常短暂情绪变化和持续恶化的症状。这种算法可以为临床医生提供早期预警信号，表明患者正在向高度抑郁状态发展，需要进行 DBS 调整和额外的临床护理。

进一步的见解和下一步

该研究的共同第一作者、纽约市伊坎西奈山纳什家族高级回路治疗中心主任海伦-梅伯格（Helen Mayberg）医学博士说："研究中的 10 位患者中有 9 位病情有所好转，这为使用新技术跟踪患者的康复轨迹提供了绝佳的机会。"我们的目标是确定一种客观的神经信号，帮助临床医生决定何时或不进行 DBS 调整。"

该研究的共同资深作者罗泽尔博士说："我们的研究表明，通过在同一脑区使用单电极的可扩展程序和知情的临床管理，我们可以让患者的病情好转。这项研究还为我们提供了一个绝佳的科学平台，让我们了解患者之间的差异，而这正是治疗耐药抑郁症等复杂精神疾病的关键所在。"

接下来，研究小组分析了从患者手术前采集的核磁共振脑部扫描数据。结果显示，DBS疗法所针对的特定大脑网络存在结构和功能异常。更严重的白质缺陷与更长的恢复时间有关。

研究人员还利用人工智能工具分析了从参与者访谈视频中提取的面部表情变化。在临床环境中，患者的面部表情可以反映其抑郁症状的严重程度，精神科医生很可能在常规临床评估中发现这种变化。他们发现个别患者的表情模式与他们从患病到稳定康复的转变相吻合。这可以作为一种额外的工具和新的行为标记来跟踪 DBS 治疗的恢复情况。要确定视频分析是否能可靠地预测当前和未来的疾病状态，还需要更多的研究。

观察到的面部表情变化和解剖学缺陷都与生物标记捕捉到的认知状态相关，这支持将这种生物标记用于管理抑郁症的 DBS 治疗。

研究小组成员包括亚特兰大埃默里大学医学院的 Mayberg 博士、Rozell 博士和 Patricio Riva-Posse 医学博士，目前正在西奈山医院的第二批患者中证实他们的研究结果。未来的研究将继续探索 DBS 的抗抑郁作用，使用下一代设备研究情krwyogETd绪瞬间变化的神经基础。

据研究小组称，这项研究标志着针对各种精神障碍（包括严重抑郁症、强迫症、创伤后应激障碍、暴食症和药物使用障碍）的早期 DBS 治疗取得了重大进展。其他 DBS 研究已经确定了慢性疼痛的大脑生物标志物，但利用大脑数据成功治疗病人的方法仍在开发中。