大脑的“背景噪音”可以解释休克疗法的价值广达杂志

电惊厥疗法存在公共关系问题。这种治疗通过大脑发送电流来引发短暂的癫痫发作，具有野蛮、不人道的含义——例如，它在电影中被描述为一种虐待狂的惩罚 一只飞过咕咕巢。但对于药物治疗无法改善的抑郁症患者，电休克疗法 (ECT) 可能非常有效。

研究发现，约50%至70%的重度抑郁症患者 看到他们的症状改善 ECT 疗程后。相比之下，旨在改变大脑化学物质的药物 只能帮助 10% 到 40% 的抑郁症患者。

尽管如此，即使经过几十年的使用，科学家们仍然不知道电休克疗法如何改变大脑的基础生物学。 布拉德利·沃伊泰克（Bradley Voytek）加州大学圣地亚哥分校的神经科学家说，一位精神科医生曾经告诉他，这种疗法“重新启动了大脑”——他觉得这种解释“确实令人不满意”。

最近，沃伊泰克和他的合作者将他们对大脑电模式的研究与患者数据结合起来，探索为什么诱发癫痫发作具有抗抑郁作用。在去年秋天发表的两项研究中，研究人员观察到 ECT 和相关的癫痫治疗增加了 非结构化背景噪声 隐藏在明确的脑电波后面。神经科学家将这种背景噪音称为“非周期性活动”。

作者认为，诱发癫痫发作可能有助于恢复大脑兴奋和抑制的平衡，这可能具有整体抗抑郁作用。

“每次我与非这个领域的人谈论这项工作时，他们都会说，‘他们还在这样做吗？他们还用电击吗？我以为这只是恐怖电影里的事。” 悉尼史密斯是 Voytek 实验室的神经科学研究生，也是这项新研究的第一作者。 “处理它周围的耻辱已经成为弄清楚它是如何运作的更大的动力。”

大约八年前，Voytek 与精神科医生合作 玛丽亚·索尔塔尼同样在加州大学圣地亚哥分校的她和她的同事正在收集因诊断为重度抑郁症而接受 ECT 的患者的脑电图数据。研究人员将电极固定在患者头部的前面，以测量 ECT 治疗前后大脑的电输出。

数十年的脑电图研究表明，健康大脑的电输出会产生重复振荡或脑电波模式。例如，频率为 8 至 12 赫兹的 α 波往往出现在深度放松或睡眠期间。先前将 α 波与抑郁症联系起来的研究使 Soltani 和 Voytek 最初假设 ECT 会影响 α 波。如果属实，这也有助于解释为什么 ECT 倾向于 减慢某些频率 在脑电图输出中。

但对前两名患者的初步分析显示出不同的情况：来自大脑的非周期性活动或“背景噪音”显着增加。

近年来，这种背景噪声一直是 Voytek 实验室的热门话题。 Voytek 没有关注以已知频率出现的有序脑电波（如阿尔法波），而是研究其间的无序模糊。尽管非周期性活动在脑电图上没有产生明显的模式，但他的团队已经 开发统计工具 揭示其底层结构。研究人员在 Soltani 的 ECT 患者数据中观察到的正是这种非周期性结构。

在 最初的研究 2023 名患者的研究，发表于 XNUMX 年 XNUMX 月 翻译精神病学研究人员报告称，ECT 后非周期性活动增加。然后，在 一项附带研究, 神经科学家处理了之前收集的更大的数据集 22患者 接受 ECT 和 23患者 接受磁癫痫治疗，该疗法使用磁场而不是电流来诱发癫痫发作。这些分析还发现，治疗后非周期性活动往往会增加。

非周期性活动被认为与大脑兴奋和抑制的平衡有关。当一个神经元接收到来自另一个神经元的信号时，它会被兴奋或抑制——也就是说，或多或少可能会放电。 2017 年，Voytek 和合作者发表了 一项研究 在 NeuroImage 杂志上表明非周期性活动反映了抑制过程。

非周期性活动和抑制之间的联系需要更多的后续研究。尽管如此，当研究人员将这一发现与他们的新临床研究结合起来时，他们推测癫痫治疗可能会抑制某些神经元组，并且这种抑制可能表现为脑电图上非周期性活动的增加。

作者推测 ECT 的抑制作用可能与抑郁症状的减轻有关。 Smith 及其同事在 2023 年 XNUMX 月的首次 ECT 研究中写道：“ECT 可能通过恢复额叶皮质的健康抑制水平来改善抑郁症状。”

研究小组设计这些实验的目的并不是为了显示非周期性活动与抑郁症之间的联系。这种联系可能存在，但“要证明这是一个非常不同的游戏”，他说 K·兰加·拉玛·克里希南芝加哥拉什大学健康系统首席执行官的高级顾问。克里希南在杜克大学花了几十年时间监督一个包括 ECT 在内的项目，但他没有参与这些研究。

克里希南说，为了明确证明这一点，研究人员需要研究更大的患者群体，并执行深思熟虑的实验设计。他说，这些论文仍然是“朝着正确方向迈出的一步”。

另一个重要的结论是，电疗法和磁疗法在非周期性活动中产生了类似的变化，说 萨拉·利桑比国家心理健康研究所无创神经调节部门主任，他没有参与这项研究。她说，这表明 ECT 中的电场不是缓解抑郁症状的，而是诱发癫痫发作的。

利桑比的 最近的研究 表明磁癫痫疗法与 ECT 一样有效，并且副作用越来越少。然而，虽然 ECT 在临床环境中普遍可用，但磁癫痫疗法尚未获得美国食品和药物管理局的批准，并且仅在研究背景下可用。

史密斯和沃伊泰克设想，如果他们的结果在未来的研究中成立，非周期性活动可能成为一个指标，有朝一日可以帮助医生预测哪些患者将从这些治疗中受益最多。 Voytek 表示，虽然目前 ECT 在向大脑的原始传输方面“就像一把大锤”，但研究其机制最终可能会产生更精确、压力更小、更舒适的版本。

除了临床应用之外，这一系列研究还可以帮助患者了解 ECT 期间大脑中发生的情况以及为什么他们可以从中受益。 “关于接受这种治疗的风险和益处的对话中至少有一部分可能是这样的，‘这就是我们试图改变你大脑的东西，’”史密斯说。

她补充说，对于患者来说，这种解释比将治疗与“重置按钮”进行比较更好。