تحفيز الدماغ العميق: تتبع حدود جديدة في التعافي من الاكتئاب

تم نشر البحث في مجلة Nature وتم دعمه من قبل مبادرة أبحاث الدماغ التابعة للمعاهد الوطنية للصحة من خلال مبادرة تطوير التقنيات العصبية المبتكرة (مبادرة BRAIN).

التطبيقات السريرية لDBS

على الرغم من أن هذا النهج لا يزال في المرحلة التجريبية، فقد أظهرت الدراسات السريرية أنه يمكن استخدام التحفيز العميق للدماغ بشكل آمن وفعال لعلاج حالات الاكتئاب حيث لم تتحسن الأعراض على الرغم من الأدوية المضادة للاكتئاب، وهي حالة تعرف باسم الاكتئاب المقاوم للأدوية. يخضع المرضى الذين يخضعون لـ DBS لعملية جراحية لزرع قطب معدني رفيع في منطقة معينة من الدماغ لتوليد نبضات كهربائية لتنظيم نشاط الدماغ. إن كيفية تحسين تقنية DBS للأعراض لدى الأشخاص المصابين بالاكتئاب غير مفهومة بشكل جيد، مما يجعل من الصعب على الباحثين تتبع استجابات المرضى للعلاج بشكل موضوعي وإجراء التعديلات حسب الحاجة.

شملت الدراسة الصغيرة 10 بالغين يعانون من الاكتئاب المقاوم للعلاج، وقد تلقوا جميعهم التحفيز العميق للدماغ لمدة ستة أشهر. تلقى كل مشارك في البداية نفس جرعة التحفيز، ثم تم زيادة مستوى التحفيز مرة أو مرتين. استخدم الباحثون بعد ذلك أدوات الذكاء الاصطناعي (AI) لتحليل بيانات الدماغ التي تم جمعها من ستة مرضى ولاحظوا توقيع نشاط الدماغ المشترك، أو العلامة الحيوية، التي ترتبط بأعراض الاكتئاب التي أبلغ عنها المرضى ذاتيًا أو أعراض التعافي المستقرة. في أحد المرضى، اكتشف الباحثون العلامة الحيوية، ومن خلال التحليل بأثر رجعي، توقعوا أن المريض سيعود إلى نوبة اكتئاب شديدة قبل أربعة أسابيع من إجراء مقابلة سريرية كشفت أنه كان معرضًا لخطر تكرار المرض.

تحسين علاج DBS

وقال الدكتور جون نجاي، مدير برنامج BRAIN: "تظهر هذه الدراسة أن التقنيات الجديدة والأساليب المبنية على البيانات يمكن أن تحسن علاج التحفيز العميق للدماغ لاضطراب الاكتئاب الشديد، والذي يمكن أن يكون منهكًا". "إن عمليات التعاون مثل تلك التي تتيحها مبادرة BRAIN هي التي تجعل العلاجات الواعدة أقرب إلى الاستخدام السريري.

في هذه الدراسة، تلقى المرضى علاج DBS الذي استهدف القشرة تحت الحزامية (SCC)، وهي منطقة في الدماغ تنظم السلوك العاطفي وترتبط بالحزن. يعد التحفيز العميق للدماغ للقشرة الحزامية علاجًا ناشئًا يمكن أن يوفر راحة طويلة الأمد ومستقرة من أعراض الاكتئاب. ومع ذلك، يظل علاج الاكتئاب باستخدام تقنية التحفيز العميق للدماغ (DBS) أمرًا صعبًا لأن مسار كل مريض إلى الشفاء المستقر يختلف. يجب أن يعتمد الأطباء أيضًا على التقارير الذاتية الذاتية في المقابلات مع المرضى ومقاييس التصنيف النفسي لتتبع الأعراض، والتي يمكن أن تتقلب بمرور الوقت. وهذا يجعل من الصعب التمييز بين التغيرات المزاجية الطبيعية والحالات الأكثر خطورة التي تتطلب تعديلات على التحفيز. بالإضافة إلى ذلك، قد تستغرق التغييرات في الأعراض بعد العلاج بالتحفيز العميق للدماغ أسابيع أو أشهر لتظهر، مما يجعل من الصعب معرفة مدى فعالية العلاج.

وقال جوشوا أ. جوردون، مدير المعهد الوطني للصحة العقلية في المعاهد الوطنية للصحة: ​​"يوضح هذا المؤشر الحيوي أنه يمكن استخدام إشارات الدماغ للمساعدة في فهم استجابة المريض لعلاج DBS وضبط العلاج وفقًا لذلك". "تمثل هذه النتائج خطوة كبيرة إلى الأمام في ترجمة العلاجات إلى ممارسة عملية."

استجابة المريض ودور التكنولوجيا

استجاب المرضى في الدراسة بشكل جيد لعلاج DBS. بعد 6 أشهر، تحسنت أعراض الاكتئاب لدى 90% من المرضى بشكل ملحوظ، وكان 70% من المرضى في حالة هدأة أو لم يعودوا يعانون من الاكتئاب. يوفر لنا معدل الاستجابة المرتفع هذا فرصة فريدة للنظر إلى الوراء ودراسة كيفية استجابة دماغ كل مريض بشكل مختلف للتحفيز أثناء العلاج.

كريستوفر روزيل، كرسي جوليان تي هايتاور في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر وحاصل على دكتوراه. في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا، استخدم وزملاؤه تقنية تسمى الذكاء الاصطناعي القابل للتفسير لفهم هذه التغييرات الطفيفة في نشاط الدماغ. تستخدم الخوارزمية بيانات الدماغ للتمييز بين حالات الاكتئاب وحالات التعافي المستقرة، ويمكنها تفسير التغيرات في نشاط الدماغ التي تعد المحرك الرئيسي لهذا التحول. والأهم من ذلك، أن العلامة الحيوية ميزت أيضًا بين التغيرات المزاجية العادية والعابرة يومًا بعد يوم والأعراض المتفاقمة باستمرار. يمكن لهذه الخوارزمية أن تزود الأطباء بعلامات إنذار مبكر تشير إلى أن المريض يتقدم نحو حالة من الاكتئاب الشديد ويتطلب تعديلات DBS ورعاية سريرية إضافية.

مزيد من الأفكار والخطوات التالية

وقالت هيلين مايبيرج، دكتوراه في الطب، والمؤلفة الأولى المشاركة في الدراسة ومديرة مركز عائلة ناش للعلاج بالدوائر المتقدمة في ماونت سيناي في مدينة نيويورك: "تحسن تسعة من المرضى العشرة في الدراسة، مما يوفر فرصة ممتازة لاستخدام التكنولوجيا الجديدة لتتبع مسارات تعافي المرضى". "هدفنا هو تحديد إشارة عصبية موضوعية يمكن أن تساعد الأطباء في تحديد متى يجب عليهم إجراء تعديلات DBS أم لا." "

وقال الدكتور روزيل، المؤلف الرئيسي المشارك للدراسة: "تظهر دراستنا أنه من خلال إجراء قابل للتطوير وإدارة سريرية مستنيرة باستخدام أقطاب كهربائية واحدة في نفس منطقة الدماغ، يمكننا تحسين حالة المرضى". "تمنحنا هذه الدراسة أيضًا منصة علمية ممتازة لفهم الاختلافات بين المرضى، وهو أمر أساسي لعلاج الاضطرابات النفسية المعقدة مثل الاكتئاب المقاوم للأدوية."

بعد ذلك، قام الفريق بتحليل بيانات مسح الدماغ بالرنين المغناطيسي المأخوذة من المرضى قبل الجراحة. وأظهرت النتائج تشوهات هيكلية ووظيفية في شبكات الدماغ المحددة التي يستهدفها العلاج DBS. ترتبط عيوب المادة البيضاء الأكثر خطورة بأوقات تعافي أطول.

واستخدم الباحثون أيضًا أدوات الذكاء الاصطناعي لتحليل التغيرات في تعبيرات الوجه المستخرجة من مقاطع فيديو لمقابلات المشاركين. في البيئة السريرية، يمكن أن تعكس تعبيرات وجه المريض شدة أعراض الاكتئاب لديه، ومن المرجح أن يكتشف الأطباء النفسيون مثل هذه التغييرات أثناء التقييمات السريرية الروتينية. ووجدوا أن أنماط التعبير لدى المرضى الفرديين تتطابق مع انتقالهم من المرض إلى الشفاء المستقر. يمكن أن يكون هذا بمثابة أداة إضافية وعلامة سلوكية جديدة لتتبع التعافي من علاج DBS. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان تحليل الفيديو يمكنه التنبؤ بشكل موثوق بالحالات المرضية الحالية والمستقبلية.

ارتبطت التغييرات الملحوظة في تعبيرات الوجه والعيوب التشريحية بالحالة المعرفية التي تم التقاطها بواسطة العلامة الحيوية، مما يدعم استخدام هذه العلامة الحيوية في إدارة علاج DBS للاكتئاب.

يقوم فريق البحث، الذي يضم مايبيرج، دكتور في الطب، روزيل، دكتور في الطب، وباتريسيو ريفا بوسي، دكتور في الطب من كلية الطب بجامعة إيموري في أتلانتا، بتأكيد النتائج التي توصلوا إليها في مجموعة ثانية من المرضى في مستشفى ماونت سيناي. سوف تستمر الأبحاث المستقبلية في استكشاف التأثيرات المضادة للاكتئاب لـ DBS، وذلك باستخدام معدات الجيل التالي لدراسة الأساس العصبي للتغيرات اللحظية في المزاج.

وفقًا لفريق البحث، تمثل هذه الدراسة تقدمًا كبيرًا في علاج DBS المبكر لمجموعة متنوعة من الاضطرابات العقلية، بما في ذلك الاكتئاب الشديد واضطراب الوسواس القهري واضطراب ما بعد الصدمة والشره المرضي واضطرابات تعاطي المخدرات. وقد حددت دراسات DBS أخرى المؤشرات الحيوية للدماغ للألم المزمن، ولكن لا تزال طرق استخدام بيانات الدماغ لعلاج المرضى بنجاح قيد التطوير.