Потужні магнітні імпульси, що застосовуються до шкіри голови для стимуляції мозку, можуть принести швидке полегшення багатьом пацієнтам із важкою депресією, для яких стандартне лікування не принесло результатів. Проте залишається загадкою, як саме транскраніальна магнітна стимуляція, як відомо лікування, змінює мозок, щоб розсіяти депресію. Тепер дослідження під керівництвом вчених Стенфордської медицини виявили, що лікування діє, змінюючи напрямок ненормальних сигналів мозку.
Отримані дані також свідчать про те, що зворотні потоки нейронної активності між ключовими ділянками мозку можна використовувати як біомаркер для діагностики депресії.
Провідною гіпотезою було те, що ТМС може змінити потік нейронної активності в мозку. Але, чесно кажучи, я був налаштований досить скептично. Я хотів це випробувати».
Аніш Мітра, доктор медичних наук, доктор філософії в галузі психіатрії та поведінкових наук
Мітра мав саме той інструмент, щоб це зробити. Будучи аспірантом Університету Вашингтона в Сент-Луїсі, у лабораторії Марка Рейкла, доктора медичних наук, він розробив математичний інструмент для аналізу функціональної магнітно-резонансної томографії, або фМРТ -; зазвичай використовується для визначення місцезнаходження активних зон у мозку. Новий аналіз використовував невеликі відмінності в часі між активацією різних областей, щоб також виявити напрямок цієї активності.
У новому дослідженні, опублікованому 15 травня в Proceedings of the National Academy of Sciences, Мітра та Рейкл об’єдналися з Ноланом Вільямсом, доктором медичних наук, доцентом кафедри психіатрії та поведінкових наук, чия команда вдосконалила використання магнітної стимуляції, персоналізованої для мозку кожного пацієнта. анатомії, для лікування глибокої депресії. Схвалене FDA лікування, відоме як Стенфордська нейромодуляційна терапія, включає в себе передові технології візуалізації для керування стимуляцією за допомогою високодозових патернів магнітних імпульсів, які можуть змінювати мозкову діяльність, пов’язану з великою депресією. Порівняно з традиційним TMS, який потребує щоденних сеансів протягом кількох тижнів або місяців, SNT працює за прискореною шкалою з 10 сеансів щодня протягом лише п’яти днів.
«Це був ідеальний тест, щоб побачити, чи має TMS здатність змінювати спосіб проходження сигналів через мозок», — сказав Мітра, який є провідним автором дослідження. «Якщо це не спрацює, нічого не зробить».
Рейкл і Вільямс є старшими авторами дослідження.
Час – це все
Дослідники набрали 33 пацієнтів, у яких був діагностований резистентний до лікування великий депресивний розлад. Двадцять три отримували лікування СНТ, а 10 отримали фіктивне лікування, яке імітує СНТ, але без магнітної стимуляції. Вони порівняли дані цих пацієнтів з даними 85 здорових осіб без депресії.
Коли вони проаналізували дані фМРТ по всьому мозку, один зв’язок виділявся. У нормальному мозку передня інсула, область, яка об’єднує тілесні відчуття, надсилає сигнали в область, яка керує емоціями, передню поясну кору.
«Це можна уявити як передню поясну кору, яка отримує інформацію про тіло, як-от частоту серцевих скорочень або температуру, а потім вирішує, як себе почувати на основі всіх цих сигналів», — сказав Мітра.
Однак у трьох чвертей учасників із депресією типовий потік активності був протилежним: передня поясна кора посилала сигнали до переднього острівця. Чим сильніша депресія, тим більша частка сигналів, які поширилися неправильно.
«Те, що ми побачили, полягає в тому, що хто відправник, а хто одержувач у стосунках, здається, справді має значення з точки зору того, чи є у когось депресія», — сказав Мітра.
«Це майже так, ніби ти вже вирішив, що будеш відчувати, а потім все, що ти відчував, було відфільтровано через це», — сказав він. «Настрій став первинним».
«Це узгоджується з тим, як багато психіатрів бачать депресію», — додав він. «Навіть речі, які зазвичай радують пацієнта, раптом не приносять йому задоволення».
Коли пацієнтів з депресією лікували SNT, потік нейронної активності зміщувався до нормального напрямку протягом тижня, що збігалося з усуненням їхньої депресії.
Ті, у кого найважча депресія і найбільш неправильно спрямовані сигнали мозку – мали найбільшу ймовірність отримати користь від лікування.
«Ми можемо скасувати просторово-часову аномалію, щоб мозок людей виглядав як у нормальних, здорових органів управління», — сказав Вільямс.
Біомаркер депресії
Проблемою лікування депресії є відсутність розуміння її біологічних механізмів. Якщо у пацієнта підвищена температура, є різні аналізи при бактеріальній або вірусній інфекції, наприклад, що може визначити відповідне лікування. Але для пацієнта з депресією аналогічних тестів немає.
“Це перший випадок у психіатрії, коли ця конкретна зміна в біології – потік сигналів між цими двома областями мозку передбачає зміну клінічних симптомів”, сказав Вільямс.
Не всі хворі на депресію мають такий аномальний потік нейронної активності, і це може бути рідкістю у менш важких випадках депресії, сказав Вільямс, але це може служити важливим біомаркером для сортування лікування розладу. «Дані фМРТ, які дозволяють проводити точне лікування за допомогою SNT, можна використовувати як біомаркер депресії та як метод персоналізованого націлювання для лікування її основної причини», — сказав він.
«Коли ми знаходимо людину з важкою депресією, ми можемо шукати цей біомаркер, щоб визначити, наскільки ймовірно, що вона добре відреагує на лікування SNT», — сказав Мітра.
«Поведінкові стани, такі як депресія, було важко зафіксувати за допомогою візуалізації, оскільки, на відміну від очевидного ураження мозку, вони мають справу з тонкими взаємозв’язками між різними частинами мозку», — сказав Рейкл, який вивчає візуалізацію мозку більше чотирьох десятиліть. «Це неймовірно багатообіцяюче, що зараз технологія наближається до рівня складності проблем, які ми намагаємося зрозуміти».
Дослідники планують повторити дослідження на більшій групі пацієнтів. Вони також сподіваються, що інші візьмуть на озброєння їх аналітичну техніку, щоб виявити більше підказок про напрямок активності мозку, прихований у даних фМРТ. «Поки у вас є хороші чисті дані фМРТ, ви можете вивчати цю властивість сигналів», — сказав Мітра.
