Бета-ритмы нейронов, записанные в мозге с помощью электродов глубокой стимуляции, предсказали эффективность лечения депрессии — говорится в исследовании, опубликованном в журнале Translational Psychiatry.
При депрессии и некоторых других расстройствах в мозге перестает хватать дофамина — нейромедиатора двигательных структур и системы вознаграждения. Многим пациентам с этим помогают антидепрессанты и психотерапия, однако бывают и тяжелые хронические случаи, когда этими средствами не обойтись. Чтобы помочь таким пациентам, врачи используют глубокую стимуляцию мозга — вживляют в нужные области электроды и искусственно запускают активность нейронов.
Некоторым пациентам после глубокой стимуляции действительно резко становится лучше, но восстановления иногда приходится ждать до полутора лет. Возможно, именно из-за этого эффекта клинические испытания этого подхода для лечения депрессии провалились — стимуляцию применяли лишь 6 месяцев.
Исследователи из института технологии Джорджии под руководством Мохаммеда Сенди (Mohammad S. E. Sendi) и Элисон Уотерс (Allison C. Waters) изучили факторы, влияющие на динамику ответа на лечение, чтобы выяснить механизм резкого улучшения у некоторых пациентов. Для этого они записали активность нейронов мозга во время глубокой стимуляции поясной извилины.
Восьми пациентам в сознании установили по 4 электрода на каждое полушарие и подали на них ток для глубокой стимуляции. С электродов также записали потенциалы локального поля в трех временных точках: перед стимуляцией, в середине протокола стимуляции и после нее. Эти данные использовали для интерпретируемой классификации на основе машинного обучения: алгоритм должен был отличить активность до стимуляции и после, а также определить важные для классификации характеристики сигнала. После операции у пациентов также измерили показатели депрессии по шкале Гамильтона.
Оказалось, что через неделю показатели депрессии у пациентов снизились в среднем на 46 процентов (p < 0,0001). Алгоритм определил самый важный показатель классификации данных об активности, больше других отражающий изменение эффективности терапии. Им оказалось снижение бета-ритма (13-30 герц) относительно других частот после терапии. Исследователи отфильтровали данные о бета-ритме из всей активности участков и использовали их для предсказания эффективности терапии — и алгоритм успешно справился с этой задачей (p = 0,04).
Глубокую стимуляцию применяют не только при депрессии, но и при других расстройствах, связанных с дефицитом дофамина — например, при болезни Паркинсона. Недавно исследователи показали, что эффективность такой терапии можно улучшить при помощи более коротких импульсов тока: таким образом ток возбуждает только нужную популяцию нейронов.
Автор: Анна Муравьёва