“脑起搏器”:治疗抑郁症的“新神器”

神译局·2021-10-20
全球2.5亿抑郁症患者的福音?

神译局是36氪旗下编译团队,关注科技、商业、职场、生活等领域,重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。

编者按:抑郁症也是一种不容忽视的心理疾病。针对这一症状,目前已经有包括药物治疗、电休克疗法以及重复经颅磁刺激等疗法,但这些方法可能都无法根治抑郁症。本文来自编译,文章中介绍了科学家首创性地向大脑植入“脑起搏器”的实验疗法,它也许可以为抑郁症的治疗带来新的方向。

图片来源:UC Berkeley image by Rikky Muller

五年前,一名北加州的年轻女子在下班开车回家过程中,被抑郁症压得喘不过气来,她唯一能想到的就是结束自己的生命。

现年38岁的萨拉(Sarah)回忆道:“我完全无法停止哭泣。在回家路上,我全程都有把车直接开进沼泽地的冲动,这样我就可以淹死了。”

不过,萨拉还是安全地回了家。由于医生因安全问题不建议她独自居住,那天过后不久,她就搬去和父母一起住了。由于无法继续工作,她辞去了在健康技术领域的工作。

她几乎尝试了所有的疗法:大约二十种药物治疗、几个月的日间住院疗程、电休克疗法,以及重复经颅磁刺激(TMS)等等。

遗憾的是,与全球超2.5亿抑郁症患者中近三分之一的患者一样,她的症状并没有得到好转。

后来,在一项创新型实验疗法的研究中,萨拉成为第一个实验对象。现在,她的抑郁症明显得到了好转,并且处于可控状态。此外,她还在学习数据分析课程,又开启了独自居住的生活,并且还在帮助照顾摔倒的母亲。

萨拉(为了保护隐私,她要求只透露自己的名字)说:“成为实验对象不到几周的时间,我的自杀念头就消失了。随后,我经历了一个慢慢好转的过程,我对世界的看法也仿佛发生了变化。”

加利福尼亚大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的研究人员以外科手术的方式,在萨拉的大脑中植入了一个由电池供电的,火柴盒大小的装置,有人称之为“脑起搏器”。这个装置可以精准检测到萨拉抑郁发作时的神经活动模式。随后,设备可以产生电刺激脉冲来抑制或减缓抑郁症的症状。

2021年9月23日,加利福尼亚大学旧金山分校精神病学助理教授凯瑟琳·斯坎戈斯博士(Katherine Scangos)在实验室分析莎拉的神经活动数据。图片来源:Mike Kai Chen

据研究人员称,自装置于2020年8月全面投入使用的12天后,萨拉在常规抑郁量表上的得分从33降至14。而且在几个月后,她的得分降至个位数,这也可以直接表明抑郁症症状得到了缓解。

萨拉说:“这个装置成功地抑制了我的抑郁症,让我能够重新做回最好的自己,恢复有意义的生活。”

萨拉的实验案例是第一个通过实验数据追踪有关疗效的案例。患者可以根据个人需求定制一套所谓“脑深部电刺激”的技术,来成功治疗抑郁症。

当然,在明确该方法的有效性和适用范围之前,还需要做大量深入研究。目前,已经有几个科学家团队在研究如何将电刺激与患者大脑中发生的活动匹配关联起来。

通常,脑深部电刺激主要用于治疗帕金森病和其它几种疾病,但由于结果不一致的问题,联邦监管机构并未批准将其用于治疗抑郁症。

虽然之前的一些研究表明这一疗法对抑郁症有益处,但在过去十年中,由美国本土生产相关装置的公司赞助的两项实验还是被中止了,主要原因则是因为电刺激似乎并不比无刺激性作用的“虚假”植入物所产生的安慰剂效果好。

不过,那些研究并没有关注实验对象大脑中电活动的位置及模式。麻省总医院(Massachusetts General Hospital)神经治疗科主任达林·多尔蒂博士(Darin Dougherty)称之为“一体适用”。

他曾参与了其中一项被叫停的实验。他称,关于他没有参与的那项针对萨拉展开的个体化疗法研究结果,他表示“非常令人兴奋”。

凯瑟琳·斯坎戈斯博士(Katherine Scangos)。图片来源:Mike Kai Chen

加利福尼亚大学旧金山分校精神病学助理教授凯瑟琳·斯坎戈斯博士(Katherine Scangos)提到:“每个人的抑郁症表现可能并不相同。”

斯坎戈斯博士也是关于莎拉案例的那项实验研究报告的作者之一。几周前,这篇研究报告已经在《自然医学》(Nature Medicine)杂志上发表。

这篇研究报告的其他资深作者包括,神经调节和情绪障碍专家安德鲁·克丽丝特尔博士(Andrew Krystal),以及首创性地通过将由电极组成的“神经假体”植入瘫痪患者脑中,从而帮他们重新“说话”的爱德华·张医生(Edward Chang)。

为了识别与萨拉的抑郁症相关联的特定大脑活动模式,研究人员对莎拉的大脑实施了为期十天的集中研究,将多个电极植入其脑中,并询问向不同位置通过不同剂量来施加电刺激时她的感受。

图片来源:Pillsbury

在实验过程中,莎拉记得出现过一个“啊哈时刻”,当时她感觉自己像“皮尔斯伯里的面团男孩(皮尔斯伯里公司在许多商业广告和烘焙产品中使用的经典吉祥物)”,捧腹大笑。她说,这是我五年以来“第一次不由自主地大笑”。

另外,还有一种感觉像似“在温暖的炉火前读一本令人舒适的书”,而消极的感觉就像是“如坐针毡”一样,让人有点受不了。

最终,该团队识别出了一种特定的电活动模式,这一模式与莎拉产生抑郁表现时的活动模式相吻合。

在实验的探索阶段,研究人员将电刺激装置放置于莎拉的右脑半球,并与两个区域的电极相连。

一个区域是腹侧纹状体,主要与情绪、动机和奖励相关,对这个领域的电刺激能够“持续消除她的抑郁感”;另一个区域则是杏仁体,有关刺激变化可以“预测她的症状何时最严重”,斯坎戈斯博士说。

虽然脑深部电刺激通常是连续不断地产生的,但植入萨拉大脑的装置,在经过特定的设定后,当它识别出与抑郁症相关的大脑活动模式时,只会产生六秒的阵性刺激。

多尔蒂博士表示,这一设置的目的是让电刺激破坏或改变神经活动,形成一种更健康的活动模式,从而缓解抑郁症状。

目前,莎拉仍在继续服用精神类药物,而且装置所产生的电刺激也没有完全消除其大脑中能导致抑郁的活动。不过,她提到,现在她可以更好地控制病情,而不是无法做出哪怕是极小的决定,比如关于吃什么的选择。

在接受一场采访时,萨拉穿着一件胸前印有“小事一桩”的T恤,她说:“现在,在经历消极、抑郁的情绪时,无论其触发因素是什么,突然之间,超理性的一面就会立马出现,直接把那些情绪分隔开来。”

这种情绪的分隔,有助于她高效地应用谈话疗法中的治疗方法,比如保持冷静和维持观点。

大约30%的抑郁症患者在尝试过标准疗法后都没有效果,或认为标准疗法的副作用令人无法忍受。脑深部电刺激并不适合所有人,毕竟这项技术需要耗费数万美元,而且植入该装置的脑部手术过程可能会产生感染等风险。

但专家表示,如果这一全新的方案奏效,它可能会对一大部分抑郁症患者起到帮助作用。张博士称,这项研究还可能会无创解决方案的出现,从而帮助更多的人。

纽约市西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine)高级脑回路治疗中心主任海伦·迈贝格博士(Helen Mayberg)说:“我们目前的主要研究工作,就是要弄清楚通过什么方法能识别出需要这种干预手段的患者人群。”将近二十年前,迈贝格博士首次提出了对抑郁症实施脑深部电刺激疗法的概念。

迈贝格博士使用了一种不同的个体化方法。通过观看成像,她找到了我们大脑中四个白质束在抑郁相关的核心区域附近相交的位置。在植入电极和电刺激装置后,“我们采取的几乎是植入完就不管它的做法”,在它持续产生电刺激的同时,还有助于患者接受常规治疗。

迈贝格博士说,对神经活动进行监测,“目的是了解各种大脑信号,这些信号可能预示着即将出现的抑郁症复发,可能预示着需要调整刺激剂量,也可能仅仅是表明这个人刚度过了糟糕的一周。”

她也领导了其中一项已叫停的实验,但她的研究成果也让患者在获得持续电刺激的情况下,体验到延续数年的症状改善。

在另一项实验中,贝勒医学院(Baylor College of Medicine)神经外科副教授萨米尔·谢恩博士(Sameer Sheth)及其同事主要研究的是患者的特定大脑活动模式,从而在数十亿种电刺激特征组合(如频率和幅度)中,识别出可以改善患者抑郁症的因素。

随后,他会调整大脑两个区域的电极,并将识别出的特定组合作为连续电刺激加以应用。

谢恩博士称,第一个患者在2020年3月安装了该装置,现在“状态非常好”,结了婚并且还成为了父亲。

为了测试是否存在安慰剂效果的可能性,研究人员在患者不知情的情况下逐步停止对其中一个大脑区域的电刺激。

谢恩博士称,随后,患者的抑郁症“越来越严重”,直到他需要“救援”。恢复电刺激后,他的情况便得到了改善,这表明效果“肯定与电刺激有关”。

几个月前,萨拉也急需“救援”。在研究展开不久后,在参与者不知道的情况下,这个装置要么关闭,要么持续开启六周。她说:“她又产生了自杀念头。” 她的家人试图让她住院,但医院根本没有床位。

萨拉说:“情况真的很糟糕。”

斯坎戈斯博士表示:“莎拉的抑郁症确实又出现了恶化。”她说,她无法透露电刺激装置是关闭还是开启状态,但该装置公司指派了一名技术人员前往萨拉家中,帮助她“实施了紧急救援”。之后,萨拉的情况又得到了好转。

斯坎戈斯博士说,在过去一年里,萨拉脑中植入的装置每天检测到与抑郁相关的大脑活动并产生刺激的次数虽然有所减少,但这些数字仍然比较庞大。

尽管如此,有些时候,莎拉并不需要装置默认设置的最大刺激次数——每天三百次或每天三十分钟的电刺激。(装置会在每天下午六点左右自动停止,因为夜间的电刺激会导致她更加警觉,无法入睡。)

研究人员说,关于莎拉这一研究的更长期和更详细的数据将在后期发布。截至目前,他们所展开的实验中,还有另外两名实验对象。

植入萨拉脑中的装置,是经过特定调整的。虽然萨拉无法直接感受到刺激,但她相信自己能够感知电刺激。据莎拉称,在植入装置一段时间后,她能够产生一种“情感距离”感,将负面情绪“分隔开来”。“我开始感到警觉和有存在感。”她补充道。

多尔蒂博士说,这是“一个非常好的迹象”。他也在考虑针对抑郁症和潜在性成瘾问题适用类似的方法。“情绪仍然还在那里,但它不是像泥一样粘着,而是像水一样流走。”他说。

莎拉配合研究人员完成实验,从而便于研究人员收集有关神经活动数据。图片来源:Ruth Fremson

为了帮助研究人员将大脑活动与情绪状态相关联,萨拉每天都会将一个环形磁套置于头顶,每天大约执行两到三次,这一行为可以触发装置保存接下来90秒的神经活动,随后她还要完成一项心理健康调查。

斯坎戈斯博士说,我们鼓励她选择“心情非常好或不好”的时刻来配合这项实验。此外,装置公司和研究人员每天还会收到两组自动传输的长达12分钟的神经活动数据。

据研究人员称,他们希望了解的问题是,关于莎拉的有关研究结果是否支持这样一种理论,即无论抑郁症什么时候发作,短暂刺激都会起作用,因为它可以防止大脑习惯于这种疗法。

另一个问题是,这种疗法是否可以促进大脑的持续性变化,最终在很少或没有持续刺激的情况下也能控制抑郁。

其中一些为装置公司提供咨询或拥有脑深部电刺激相关专利的研究人员认为,了解个体化方案是否足够有效以获得官方批准,需要数年的时间。他们说,不同的人可能需要适用不同的治疗方案,而且个体化的电刺激最终可能还会对其它精神疾病有所帮助。

对萨拉来说,最核心的困扰已经得到了改善,她说她开始“重新开始体验我的生活”,还说,“我过去用来分散自杀念头的爱好突然又变得令人愉快了。”

莎拉也是一位美食爱好者,她也非常喜欢下厨。当抑郁发作时,她的反应会变得迟钝,无法正常工作,有时候甚至会在厨房不小心割伤或烫伤自己。随后医生告诉她,她自己下厨可能存在一定的风险。

对她来说,之前,食物几乎没有味道。但在植入该装置后,她在医院食堂吃了越南河粉,并能尝出其中的“酸味和香料味”,对此,她也感到非常兴奋。在从医院开车回家的路上,她看到沼泽地后的反应是:“这片沼泽地的色彩差异是多么地绚丽啊!”

莎拉还称,如今,“我能够看到世界上美好的事物,而过去陷入极度抑郁状态时,我看到的都是邪恶丑陋的事物。”

译者:俊一

+1
7

好文章,需要你的鼓励

参与评论
评论千万条,友善第一条
后参与讨论
提交评论0/1000

文章提及的项目

下一篇

比肩金融,吊打互联网

2021-10-20

36氪APP让一部分人先看到未来
36氪
鲸准
氪空间

推送和解读前沿、有料的科技创投资讯

一级市场金融信息和系统服务提供商

聚焦全球优秀创业者,项目融资率接近97%,领跑行业