بهبود افسردگی با تحریک عمیق مغز

یک دستگاه جدید تحریک عمیق مغز همراه با هوش مصنوعی قدرتمند ممکن است درمان افسردگی مقاوم به درمان را بهبود ببخشد.

به گزارش تکناک، اخیرا محققان با استفاده از یک دستگاه جدید تحریک عمقی مغز (DBS) که قادر به ضبط سیگنال های مغزی است، الگویی از فعالیت مغز یا بیومارکر مرتبط با علائم بالینی بهبود افسردگی مقاوم به درمان را شناسایی کرده اند.

یافته های این مطالعه کوچک، گام مهمی در جهت استفاده از داده های مغزی برای درک پاسخ بیمار به درمان تحریک عمیق مغز است. این مطالعه در مجله Nature منتشر شد.

کاربرد بالینی DBS

اگرچه این روش هنوز تجربی است، اما تحقیقات بالینی نشان می‌دهد که DBS می‌تواند به طور ایمن و مؤثر برای درمان موارد افسردگی که در آن علائم با داروهای ضدافسردگی بهبود نیافته‌اند، استفاده شود. افرادی که با روش DBS درمان می شوند، تحت یک عمل جراحی قرار می گیرند تا یک الکترود فلزی نازک در نواحی خاصی از مغز آنها کاشته شود تا تکانه های الکتریکی را که فعالیت مغز را تعدیل می کند، ارسال کند. اینکه دقیقاً چگونه DBS علائم را در افراد مبتلا به افسردگی بهبود می بخشد، تاکنون به خوبی درک نشده است و همین موضوع بررسی عینی پاسخ بیماران به درمان و در صورت نیاز تنظیمات لازم را برای محققان دشوار کرده است.

در این مطالعه کوچک، 10 بزرگسال مبتلا به افسردگی مقاوم به درمان که همگی به مدت شش ماه تحت درمان با تحریک عمیق مغز  قرار گرفتند، مورد مطالعه قرار گرفتند. هر شرکت کننده برای شروع دوز تحریک یکسانی دریافت کرد و سپس میزان تحریک یک یا دو بار افزایش یافت. بعداً محققان از ابزار هوش مصنوعی (AI) برای تجزیه و تحلیل داده‌های مغزی جمع‌آوری‌شده از شش بیمار استفاده کردند و یک علامت یا نشانگر زیستی مشترک را در فعالیت مغزی مشاهده کردند که با بیمارانی که علائم افسردگی خود را گزارش می‌کردند یا در هنگام بهبودی پایدار بودند، مرتبط بود.

در یک بیمار، محققان یک نوع نشانگر زیستی را شناسایی کردند و توانستند پیش‌بینی کنند که یک بیمار چهار هفته قبل از اینکه مصاحبه‌های بالینی نشان دهند در معرض خطر عود بیماری است لذا دوباره در یک دوره افسردگی اساسی قرار می‌گیرد.

پالایش DBS تراپی

دکتر جان نگای، مدیر موسسه BRAIN Initiative گفت: این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه فن‌آوری جدید و روش مبتنی بر داده‌ها می‌تواند درمان تحریک عمیق مغز  را برای افسردگی شدید که می‌تواند ناتوان‌کننده باشد، اصلاح کند». این روش توسط موسسه BRAIN Initiative امکان پذیر شده است که درمان های امیدوارکننده را به استفاده بالینی نزدیک تر می کند.

در این مطالعه بیمارانی که تحت درمان با DBS بودند، قشر سینگولیت ساب پینه ای (SCC) آنها که ناحیه ای از مغز است که رفتارهای عاطفی را تنظیم می کند و در احساس غم و اندوه نقش دارد، مورد بررسی قرار گرفت. DBS of SCC یک روش درمانی نوظهور است که می تواند تسکین پایدار و طولانی مدت علائم افسردگی را برای سالها فراهم کند. با این حال، استفاده از DBS برای درمان افسردگی همچنان چالش برانگیز است زیرا مسیر هر بیمار به سمت بهبودی پایدار متفاوت به نظر می رسد. همچنین پزشکان باید برای بررسی علائم که می‌توانند در طول زمان تغییر کنند، به خود گزارش‌های ذهنی از مصاحبه‌های بیمار و مقیاس‌های رتبه‌بندی روانپزشکی تکیه کنند. این امر تمایز بین تغییرات خلقی طبیعی و موقعیت‌های جدی‌تر که نیاز به تغییر در تحریک دارند را دشوار می‌کند. علاوه بر این، تغییرات در علائم در پاسخ به روش DBS ممکن است هفته‌ها یا ماه‌ها طول بکشد و تشخیص اینکه درمان چقدر خوب کار می‌کند را دشوار می‌کند.

دکتر جاشوا گوردون می گوید: این نشانگر زیستی نشان می دهد که سیگنال های مغزی می توانند برای کمک به درک پاسخ بیمار به درمان DBS و تنظیم درمان بر اساس آن استفاده شوند.

پاسخ بیمار و نقش فناوری

بیماران در مطالعه به خوبی به درمان تحریک عمیق مغز پاسخ دادند. پس از شش ماه، 90٪ از بیماران بهبود قابل توجهی در علائم افسردگی نشان دادند و 70٪ در حال بهبودی بودند یا دیگر افسرده نبودند. این نرخ پاسخ بالا فرصتی منحصر به فرد برای بررسی گذشته و واکنش متفاوت مغز هر بیمار به تحریک در طول درمان بود.

محققان از تکنیکی به نام هوش مصنوعی قابل توضیح برای درک این تغییرات ظریف در فعالیت مغز استفاده کردند. این الگوریتم از داده‌های مغزی برای تمایز بین حالت‌های بازیابی افسردگی در مقابل حالت پایدار استفاده کرد و توانست توضیح دهد که چه تغییراتی در فعالیت‌های مغز، محرک‌های اصلی این انتقال است. نکته مهم این است که نشانگر زیستی بین تغییرات خلقی گذرا روزانه و بدتر شدن مداوم علائم نیز تمایز قائل شد. این الگوریتم می‌تواند یک سیگنال هشدار اولیه به پزشکان ارائه دهد مبنی بر اینکه بیمار به سمت یک حالت بسیار افسردگی در حال حرکت است و نیاز به تنظیم DBS و مراقبت‌های بالینی بیشتری دارد.

بینش بیشتر و مراحل آینده

دکتر هلن میبرگ که یکی از محققان ارشد این مطالعه بود، گفت: از هر 10 بیمار در این مطالعه 9 بیمار بهتر شدند و فرصتی عالی برای استفاده از یک فناوری جدید برای بررسی مسیر بهبودی آنها فراهم شد. هدف ما شناسایی یک سیگنال عینی و عصبی است تا به پزشکان کمک کند تصمیم بگیرند چه زمانی تنظیم DBS را انجام دهند.

دکتر روزل، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: ما نشان دادیم که با استفاده از یک روش مقیاس‌پذیر با تک الکترودها در همان ناحیه مغز و مدیریت بالینی آگاهانه، می‌توانیم افراد را بهتر کنیم. همچنین این مطالعه به ما یک پلت فرم علمی شگفت انگیز برای درک تفاوت بین بیماران می دهد، که کلید درمان اختلالات روانپزشکی پیچیده مانند افسردگی مقاوم به درمان است.

پژوهشگران داده‌های اسکن مغزی MRI را که از بیماران قبل از جراحی جمع‌آوری شده بود، تجزیه و تحلیل کردند. نتایج، ناهنجاری‌های ساختاری و عملکردی را در شبکه مغزی خاص مورد هدف درمان DBS نشان داد. در این تجزیه و تحلیل مشخص شد که کمبود شدیدتر ماده سفید مربوط به زمان بهبودی طولانی‌تر می شود.

محققان از ابزارهای هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل تغییرات در حالت چهره استخراج شده از ویدئوهای مصاحبه شرکت کنندگان استفاده کردند. در یک محیط بالینی، حالت چهره بیمار می تواند منعکس کننده شدت علائم افسردگی او باشد، تغییری که روانپزشکان احتمالاً در ارزیابی های بالینی معمول آن را مشاهده می کنند.

آنها الگوهایی را در عبارات فردی بیماران پیدا کردند که همزمان با انتقال آنها از بیماری به بهبودی پایدار بود. این می تواند به عنوان یک ابزار اضافی و نشانگر رفتاری جدید برای بررسی بهبودی با درمان DBS باشد.

تحقیقات بیشتری برای تعیین اینکه آیا تجزیه و تحلیل ویدئویی می تواند وضعیت بیماری فعلی و آینده را به طور قابل اعتماد پیش بینی کند، مورد نیاز است.

هم تغییر حالت مشاهده شده چهره و هم نقایص آناتومیکی با حالات مغزی ثبت شده توسط بیومارکر، از استفاده از این نشانگر زیستی در مدیریت درمان DBS برای افسردگی حمایت می کند.

مطالعات آینده به بررسی اثرات ضد افسردگی روش درمانی DBS با استفاده از یک دستگاه نسل بعدی برای مطالعه اساس عصبی تغییرات لحظه به لحظه خلق و خوی ادامه خواهد داد.

به گفته تیم تحقیقاتی، این مطالعه نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در درمان DBS در مراحل اولیه برای اختلالات روانی مختلف، از جمله افسردگی شدید، اختلال وسواس فکری-اجباری ، اختلال استرس پس از سانحه، اختلال پرخوری و اختلال مصرف مواد است. سایر مطالعات DBS نشانگرهای زیستی مغز را برای درد مزمن شناسایی کرده‌اند ، اما استفاده از داده‌های مغزی برای درمان موفقیت‌آمیز بیماران هنوز در دست توسعه است.