约翰在手术台上是清醒和警觉的，在脑部手术期间也保持着清醒。
他并没有陷入困境;事实上，他说，“突然之间，我好像又上线了。”
约翰患有难治性抑郁症(TRD)，他是第一个参与深度脑刺激(DBS)治疗TRD临床试验的人。患者在手术过程中是清醒的，因为电导线被植入他们的大脑。该程序采用了一种前所未有的方法，该方法结合了颅内脑电图(EEG)记录和刺激，以个性化对抑郁状态期间大脑中网络行为的理解及其对 DBS 设备的反应。研究结果发表在《Biological Psychiatry》上。
网络引导的种植规划。A)使用结构连接性假设来引导电极位置，对4根DBS导联和10根sEEG电极进行交互式轨迹规划。
约翰说，“我当时处于抑郁症发作期，已经持续了五年。我尝试了许多不同的疗法和药物，其中一些在过去对我有效，还有一些新的，但这一次没有任何效果。”“抑郁症对我来说并不是什么新鲜事。我曾在抑郁状态下试图自杀，结果昏迷了很短一段时间，所以我知道这是我必须控制的事情。”
研究人员Sheth表示，“我们研究的目标是找到一种个性化治疗的方法。没有两个人有相同的抑郁经历。它可以在人与人之间产生不同的行为、想法和感觉。我们推断，这些经验上的差异反映了大脑活动模式的变化。我们能够证明，通过使用 DBS 和颅内脑电图读数，我们可以对导致患者特定抑郁症状的特定大脑网络进行个性化理解，并确定最适合该患者的刺激模式。”
C、D) 我们通过 DBS 导联（白色箭头）使用刺激的轴突通路激活估计来指导 sEEG 电极的放置。
约翰描述说，当电极被植入和测试时，他感觉自己在手术台上可以更清晰地思考，而调整装置的过程需要数月时间。他在医院里呆了10天，进行了一系列的测试，在接下来的几周和几个月里，研究人员继续对该设备进行编程和调整。约翰说，大约四个月后，他的抑郁症才得到缓解。
E,F)受试者的前视图和近中视图显示实际植入位置。立体脑电图记录与抑郁相关的额颞叶网络中的接触(白色)样本区域，包括dlPFC和dmPFC(蓝色)、dACC(绿色)、vmPFC(黄色)、OFC(粉色)和MTL(红色)。DBS导联触点也显示为粉红色(SCC)和橙色(VC/VS)。
Goodman说:“作为进行DBS编程的精神科医生，在本研究中选择的刺激设置与我仅根据编程的临床经验选择的刺激设置不同。”。“对于这个人来说，这是一个令人鼓舞的消息，DBS可以根据其独特的大脑活动模式为个人量身定制。”
此类程序有时会受到安慰剂效应的影响，即与DBS治疗无关的症状改善。“患者希望感觉更好，因此无论刺激如何，他们都可能开始感觉更好。为了确认这种改善是由DBS引起的，我们在研究的双盲阶段慢慢减少了刺激量。在这一阶段，他的症状恶化，证明 DBS 确实导致了改善。再次将系统重新开启至全功率可缓解症状。”
DBS 的工作原理是向植入电极的大脑区域发送电信号。它最常用于运动障碍，如帕金森病，其中信号有助于恢复大脑运动调节区域的平衡，以减少帕金森病的运动症状。
“反向”DBS 编程策略和临床结果
Sheth, Goodman和Pouratian以及他们在布朗大学、匹兹堡大学和凯斯西储大学的合作者开发了一种方法，将该技术用于TRD。使用DBS，他们不仅能够向大脑发送信号，而且还首次将其与大脑的直接记录结合起来，这意味着他们能够在记录大脑活动的同时刺激大脑。
他们专注于已知在抑郁症状中起作用的两个区域——胼胝体扣带回 (SCC) 和大脑的腹侧囊/腹侧纹状体 (VC/VS) 区域。
“这些DBS靶点被认为是连接与抑郁症状表达相关的皮层和皮层下网络区域的临界白质通路十字路口的枢纽，”Pouratian说。“SCC刺激通常会减少消极情绪，而VC/VS刺激通常会增加积极情绪。这是首次同时针对这两个区域的研究。这样，我们就能更具体地控制抑郁症状，从而更好地根据每个患者的需求定制DBS。”
在住院的前 10 天里，研究人员能够看到约翰在各种情绪状态下的大脑活动模式。这些不同的情绪状态是自然变化的结果，但它们也会被唤起，例如通过观看带有快乐或悲伤内容的视频剪辑。下一步是提供刺激以识别产生更接近于健康状态的活动模式的环境。
“我们应用了数百种不同的DBS 刺激模式来查看每种模式如何影响约翰的大脑活动。然后我们通过数据挑选出看起来最像他大脑的快乐或非抑郁模式的刺激组合，”贝勒大学神经外科助理教授Kelly R. Bijanki博士说。“我们并不完全依赖于刺激让约翰当时的感受，因为这并不总是能预测他以后的感受。导致情绪反应的刺激模式可能不会奏效。我们专注于大脑活动。我们看到一些与他的快乐状态相匹配的模式不会引起太多情绪，但预计它们会在几周或几个月后出现。”事实上，约翰就是这种情况，在接下来的几周里，他的症状稳步改善。
首席调查员强调，每个人对设备的反应可能不同。其他人可能需要更长的时间才能产生积极的反应，而有些人可能只需要稍作调整即可达到健康状态。贝勒大学和德克萨斯大学共有12名参与者参加。每个参与者都有一套最适合他们的不同刺激模式。这就是约翰说他很难向他人描述他的抑郁症的原因之一——每个人的经历都可能是独一无二的。
论文信息
Sameer A. Sheth et al, Deep brain stimulation for depression informed by intracranial recordings, Biological Psychiatry (2021).
DOI: 10.1016/j.biopsych.2021.11.007
https://medicalxpress.com/news/2021-11-brain-approach-severe-depression.html
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