«Фоновий шум» мозку може пояснити цінність шокової терапії | Журнал Quanta

Електросудомна терапія має проблеми з громадськістю. Лікування, яке посилає електричні струми через мозок, щоб викликати короткий напад, має варварський, нелюдський підтекст — наприклад, у фільмі воно було зображено як садистське покарання. Один пролетів над гніздом зозулі. Але для пацієнтів із депресією, яка не покращується за допомогою ліків, електросудомна терапія (ЕКТ) може бути дуже ефективною.

Дослідження показали, що приблизно від 50% до 70% пацієнтів мають великий депресивний розлад побачите, що їхні симптоми покращуються після курсу ЕСТ. Для порівняння, ліки, спрямовані на зміну хімії мозку допомога лише від 10% до 40% пацієнтів з депресією.

Проте, навіть після багатьох десятиліть використання, вчені не знають, як ЕСТ змінює основну біологію мозку. Бредлі Войтек, невролог з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, сказав, що психіатр якось сказав йому, що терапія «перезавантажує мозок» — пояснення, яке він вважав «справді незадовільним».

Нещодавно Войтек і його співробітники поєднали свої дослідження електричних моделей мозку з даними пацієнтів, щоб з’ясувати, чому індукція судом має антидепресивний ефект. У двох дослідженнях, опублікованих восени минулого року, дослідники помітили, що ЕСТ і пов’язана з нею терапія нападів посилюють неструктурований фоновий шум ховається за чітко визначеними мозковими хвилями. Нейробіологи називають цей фоновий шум «аперіодичною активністю».

Автори припустили, що індуковані судоми можуть допомогти відновити в мозку баланс збудження та гальмування, що може мати загальний антидепресивний ефект.

«Кожного разу, коли я розмовляю з кимось, хто не в цій сфері, про цю роботу, вони кажуть: «Вони все ще це роблять? Вони все ще використовують електрошокери? Я думав, що це лише у фільмах жахів», — сказав Сідні Сміт, аспірант нейронаук у лабораторії Войтека та перший автор нових досліджень. «Подолання стигми навколо цього стало ще більшою мотивацією зрозуміти, як це працює».

Приблизно вісім років тому Войтек об’єднався з психіатром Мар'ям Солтані, також в Університеті Каліфорнії в Сан-Дієго, та її колегам, які збирали дані електроенцефалограми пацієнтів, яким проводили ЕСТ з діагнозом великого депресивного розладу. Дослідники приєднали електроди до передньої частини голови пацієнтів для вимірювання електричної потужності мозку до та після лікування ЕСТ.

Десятиліття досліджень електроенцефалограми показали, що електричний вихід здорового мозку створює шаблони повторюваних коливань або мозкових хвиль. Наприклад, альфа-хвилі з частотою від 8 до 12 герц, як правило, з'являються під час глибокої релаксації або сну. Попередні дослідження, які пов’язували альфа-хвилі з депресією, привели Солтані та Войтека до початкової гіпотези, що ЕСТ впливає на альфа-хвилі. Якщо це правда, це також допоможе пояснити, чому ECT має тенденцію до уповільнити певні частоти на виході електроенцефалограми.

Але попередній аналіз перших двох пацієнтів показав щось інше: помітне збільшення аперіодичної активності або «фонового шуму», що надходить із мозку.

Цей фоновий шум був гарячою темою для лабораторії Войтека в останні роки. Замість того, щоб зосереджуватися на впорядкованих мозкових хвилях, таких як альфа-хвилі, які з’являються на відомих частотах, Войтек вивчає невпорядкований пух між ними. Хоча аперіодична активність не створює явної картини на електроенцефалограмі, його група має розроблені статистичні інструменти які розкривають його основну структуру. Саме цю аперіодичну структуру дослідники спостерігали в даних пацієнтів Солтані про ЕСТ.

У початкове дослідження дев’яти пацієнтів, опублікований у листопаді 2023 року в Трансплайнова психіатрія, дослідники повідомили, що аперіодична активність зросла після ЕСТ. Тоді, в супровідне дослідження, нейробіологи взялися за більші масиви даних, зібрані раніше 22 пацієнтів отримання ЕСТ та 23 пацієнтів отримання магнітної терапії судом, яка використовує магнітні поля, а не електричні струми для індукції судом. Ці аналізи також виявили, що аперіодична активність має тенденцію до збільшення після терапії.

Вважається, що аперіодична активність пов’язана з балансом збудження та гальмування в мозку. Коли нейрон отримує сигнал від іншого нейрона, він буде або збуджений, або пригнічений, тобто більша чи менша ймовірність спрацьовування. У 2017 році Войтек і його співробітники опублікували дослідження в журналі NeuroImage, припускаючи, що аперіодична активність відображає процеси гальмування.

Зв'язок між аперіодичною активністю та гальмуванням потребує додаткових досліджень. Проте, коли дослідники поєднали цей висновок зі своїми новими клінічними дослідженнями, вони постулювали, що терапія судом може пригнічувати деякі групи нейронів, і це гальмування може проявлятися як збільшення аперіодичної активності на електроенцефалограмі.

Автори припустили, що гальмівний ефект ЕСТ може бути пов’язаний із зменшенням симптомів депресії. «ЕКТ може полегшити симптоми депресії, відновивши здорові рівні гальмування в лобовій корі», — написали Сміт та його колеги у своєму першому дослідженні ЕСТ у листопаді 2023 року.

Дослідницька група не планувала ці експерименти, щоб показати зв’язок між аперіодичною активністю та депресією. Цілком можливо, що зв'язок існує, але "довести це - зовсім інша гра", сказав К. Ранга Рама Крішнан, старший радник генерального директора Rush University System for Health у Чикаго. Крішнан, який кілька десятиліть керував програмою, яка включала ECT в Університеті Дьюка, не брав участі в дослідженнях.

Щоб довести це остаточно, дослідникам потрібно було б вивчити набагато більшу популяцію пацієнтів, сказав Крішнан, і виконати навмисну ​​схему експерименту. Тим не менш, ці документи є «кроком у правильному напрямку», сказав він.

Ще один важливий висновок полягає в тому, що електрична та магнітна версії терапії викликали подібні зрушення в аперіодичній активності, сказав Сара Лізанбі, директор відділення неінвазивної нейромодуляції в Національному інституті психічного здоров’я, який не брав участі в дослідженні. Це свідчить про те, що не електричні поля в ЕСТ полегшують симптоми депресії, а індукований напад, сказала вона.

Лізанбі Недавні дослідження показує, що магнітна судомна терапія така ж ефективна, як ЕШТ, і має менше та менш серйозні побічні ефекти. Однак, хоча ЕСТ зазвичай доступна в клінічних умовах, магнітна терапія нападів не була схвалена Управлінням з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів і доступна лише в контексті досліджень.

Сміт і Войтек передбачають, що якщо їхні результати витримають у майбутніх дослідженнях, аперіодична активність може стати показником, який колись допоможе лікарям передбачити, які пацієнти отримають найбільшу користь від цього лікування. Хоча ЕСТ наразі «як кувалда» у своїй грубій доставці в мозок, вивчення її механізмів може зрештою призвести до більш точної, менш напруженої та більш комфортної версії, сказав Войтек.

Крім клінічних застосувань, цей напрямок досліджень може допомогти пацієнтам зрозуміти, що відбувається в мозку під час ЕШТ і чому вони можуть отримати від цього користь. «Принаймні частина цієї розмови про ризики та переваги такого лікування може звучати так: «І це те, що ми намагаємося змінити у вашому мозку», — сказав Сміт.

Для пацієнта, додала вона, таке пояснення було б краще, ніж порівнювати лікування з «кнопкою скидання».