Nature Medicine：一種新的強迫癥神經(jīng)生物標志物

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2024-07-18 13:35:00【大中小】

摘要：貝勒醫(yī)學院和德克薩斯兒童醫(yī)院最近的一項研究確定了一種特定的神經(jīng)活動模式。

貝勒醫(yī)學院和德克薩斯兒童醫(yī)院最近的一項研究確定了一種特定的神經(jīng)活動模式，作為一種新的生物標志物，可以準確預測和監(jiān)測接受深部腦刺激(DBS)治療的強迫癥(OCD)患者的臨床狀態(tài)，深部腦刺激是一種迅速出現(xiàn)的治療嚴重精神疾病的方法。這項研究由博士領導。Sameer Sheth和Wayne Goodman以及共同主要作者。Nicole Provenza, Sandy Reddy和Anthony Allam發(fā)表在《自然醫(yī)學》雜志上。

貝勒醫(yī)學院助理教授、麥克奈爾學者妮可·普羅文茨博士說:“外科神經(jīng)調節(jié)的最新進展使強迫癥患者在日常生活中長期連續(xù)監(jiān)測大腦活動成為可能。”“我們利用這個新機會來識別關鍵的神經(jīng)特征，這些特征可以作為12名接受DBS治療的難治性強迫癥患者臨床狀態(tài)的預測因子。”

圖1 神經(jīng)周期性中斷可預測深度腦刺激對強迫癥的臨床反應

DBS正在成為一種治療嚴重、難治性強迫癥的有效方法

強迫癥是一種常見的使人衰弱的精神健康狀況，影響著全世界2-3%的人口。美國大約有200萬人患有強迫癥。在嚴重的情況下，患者花費大量的時間進行重復的，看似毫無意義的強迫行為，并堅持侵入性的想法。強迫癥對患者及其照顧者的健康和生活質量造成了巨大的影響，并可能干擾維持就業(yè)和人際關系的能力。雖然心理治療和藥物治療對大多數(shù)受影響的個體有效，但大約20-40%的嚴重強迫癥患者對這些常規(guī)治療有抗藥性。

自21世紀初以來，DBS療法已被用于調節(jié)與強迫癥癥狀相關的大腦特定區(qū)域的神經(jīng)活動。許多有資格接受這種療法的患者并沒有從傳統(tǒng)療法中獲得足夠的益處。在這個治療抵抗的人群中，大約三分之二的患者在DBS后強迫癥癥狀明顯改善。

就像起搏器設備如何調節(jié)心臟的電活動一樣，DBS設備調節(jié)大腦的電活動。DBS設備將來自發(fā)生器的電脈沖通過一對細導線(導線)傳輸?shù)酱竽X的特定目標區(qū)域，這些脈沖通常被植入胸腔上部。刺激參數(shù)的精確調整允許電脈沖將功能失調的大腦回路恢復到健康狀態(tài)。

DBS是一種經(jīng)fda批準的手術，通常用于治療運動障礙，如原發(fā)性震顫和帕金森病，并且越來越多地用于治療嚴重的強迫癥。

“我們已經(jīng)看到了DBS研究領域的顯著進步，這項技術已經(jīng)使用了幾十年來治療運動障礙，”美國國立衛(wèi)生研究院通過推進創(chuàng)新神經(jīng)技術計劃(the Brain Initiative?)的大腦研究主任John Ngai博士說，他為這項研究提供了部分資金。“這里報道的進展只是越來越多的成功案例中的一個，BRAIN計劃幫助開發(fā)了新一代DBS技術，使強迫癥等疾病的治療更接近臨床。”

需要一種臨床生物標志物來監(jiān)測強迫癥患者對DBS的反應

對于像強迫癥這樣的精神疾病來說，確定正確的劑量通常比運動障礙更難。Sheth博士是貝勒醫(yī)學院神經(jīng)外科研究副主任、戈登和瑪麗·凱恩兒科神經(jīng)病學研究基金會實驗室主任、德克薩斯兒童醫(yī)院簡和丹·鄧肯神經(jīng)病學研究所的研究員，他說:“在運動障礙患者中，當刺激的傳遞和調整是正確的，因為震顫或僵硬等異常運動立即減少，這一點更明顯。”“然而，在強迫癥和其他精神疾病中實現(xiàn)這種水平的精確DBS編程要困難得多，因為在刺激開始和癥狀改善之間存在很長的延遲。很難知道是什么特定的調整導致了幾個月后的特定變化。因此，我們開展這項研究的目的是找到一種可靠的神經(jīng)生物標志物來指導我們進行DBS治療，并遠程監(jiān)測患者癥狀的變化。這一點尤其重要，因為我們的一些患者從全國或世界各地長途跋涉來接受DBS治療，目前只有很少的專業(yè)中心提供針對強迫癥的治療。”

圖2 強迫癥患者的VS記錄顯示窄帶~9 Hz的功率特征

針對強迫癥問題的根源

為了確定開發(fā)生物標志物的最佳目標，該團隊專注于強迫癥最典型的行為之一——病理性回避的傾向。患有強迫癥的人通常難以控制地避免潛在的傷害或痛苦。為了在日常生活中避免這種感知到的威脅，他們經(jīng)常被侵入性的內(nèi)在想法和非理性的恐懼(強迫癥)所困擾，這導致了僵化的常規(guī)和重復的行為(強迫癥)。

該團隊的目標是了解在theta(4-8赫茲)到alpha(8-12赫茲)范圍內(nèi)的低頻大腦振蕩是如何在患有嚴重的，治療難治性強迫癥的個體中發(fā)生改變的。大量科學文獻發(fā)現(xiàn)，theta(4-8赫茲)到alpha(8-12赫茲)范圍內(nèi)的低頻大腦振蕩在認知過程中發(fā)揮著突出作用。為了做到這一點，他們利用了現(xiàn)代DBS設備的一個新功能——不僅能夠提供刺激，還能記錄大腦活動。

通常，監(jiān)測大腦活動模式的研究被設計成在參與者執(zhí)行特定認知任務時進行的簡短插曲。然而，這項研究是獨一無二的，因為研究人員能夠使用DBS系統(tǒng)在日常活動的背景下持續(xù)監(jiān)測大腦活動模式。這項研究的這一特點將研究帶入了研究參與者的自然生活，而不是局限于非自然的實驗室環(huán)境。

在植入DBS系統(tǒng)后開始錄音。由于刺激通常在幾天到幾周后開始，研究小組能夠測量嚴重癥狀狀態(tài)下的神經(jīng)活動模式。有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)9赫茲(θ - α邊界)腹側紋狀體神經(jīng)活動表現(xiàn)出明顯的晝夜節(jié)律，在24小時的周期內(nèi)波動。

“在DBS之前，我們在所有參與者身上都看到了一種非常可預測的周期性神經(jīng)活動模式，”古德曼博士說，他是貝勒醫(yī)學院精神病學和行為科學系的教授和醫(yī)學博士，也是精神病學的艾琳·埃爾伍德主席。“然而，在激活DBS后，隨著個體開始反應并癥狀改善，我們看到了這種可預測模式的崩潰。這是一個非常有趣的現(xiàn)象，我們有一個理論來解釋它。強迫癥患者對任何特定情況的反應都是有限的。他們經(jīng)常重復執(zhí)行相同的儀式，很少改變他們的常規(guī)或參與新的活動，這可能導致該大腦區(qū)域的活動具有高度可預測性。然而，激活DBS后，它們的行為曲目擴展;他們可能會對情況做出更靈活的反應，而不僅僅是被避免強迫癥誘因的強烈愿望所驅使。這種擴展的功能可能反映了更多樣化的大腦活動模式。因此，我們認為，這種高度可預測的神經(jīng)活動的喪失表明，參與者的重復性和強迫性強迫癥行為減少了。”

“總之，我們已經(jīng)確定了一種神經(jīng)生理生物標志物，可以作為DBS治療后強迫癥患者情緒和行為改善的可靠指標。我們預計這些發(fā)現(xiàn)將改變患者在DBS治療過程中的監(jiān)測方式，”Sheth博士補充說，他也是貝勒醫(yī)學院的麥克奈爾學者和卡倫基金會捐贈主席。

“例如，將這些信息整合到面向臨床醫(yī)生的儀表板中，可以幫助指導治療的實施，從而揭開強迫癥DBS編程過程的神秘面紗，使更多的臨床醫(yī)生和患者更容易接受這種治療。”此外，我們對這種潛在的可能性感到興奮，這種類似的神經(jīng)活動特征可能是其他神經(jīng)精神疾病的基礎，并可以作為診斷、預測和監(jiān)測這些疾病的生物標志物，”普羅文茨博士總結道。

參考資料

[1] Disruption of neural periodicity predicts clinical response after deep brain stimulation for obsessive-compulsive disorder