文 | 追问nextquestion

电休克疗法（ECT）是一种通过轻微电击大脑来治疗重度抑郁症的方法，虽然效果显著，但其背后的原理一直是个谜。最新的研究发现，这种疗法可能通过调整大脑内部的兴奋与抑制平衡来发挥作用。

电休克疗法因其在电影中的负面描绘而饱受争议，这种通过向大脑输送电流以引发短暂癫痫发作的治疗方法，被认为是一种残忍的治疗手段。例如，在电影《飞越疯人院》中，它被描绘成了一种残忍的惩罚。但实际上，对于那些药物治疗无效的抑郁症患者来说，这种疗法却能带来显著的疗效。

研究发现，大约50%至70%的重度抑郁症患者在接受了电休克疗法后，症状有所改善【1】。相比之下，旨在改变大脑中的化学物质平衡的药物只能帮助10%至40%的抑郁症患者^[2]。

尽管电休克疗法已经应用了数十年，科学家们至今仍未完全理解它影响大脑的生物学基础。加州大学圣地亚哥分校的神经科学家布拉德利·沃伊特克（Bradley Voytek）曾被一位精神科医生告知，这种疗法就像是“重启“了大脑，但沃伊特克认为这种解释过于简单，无法令人满意。

▷为什么电休克疗法可以缓解抑郁症状？新研究将治疗与抑制大脑神经元放电联系起来。图源：Myriam Wares

最近，沃伊特克和他的团队通过研究大脑的电活动模式，并结合患者的数据，探索了电休克疗法是如何产生抗抑郁效果的。他们在两项去年秋天发表的研究中发现，电休克疗法及其相关疗法能够增加大脑中的“背景噪音”，这种噪音在脑波的掩盖下不易被发现。科学家们将这种噪音称为“非周期性活动”。

研究团队认为，这种疗法可能通过增加大脑中的非周期性活动，帮助恢复大脑中兴奋与抑制之间的平衡，从而产生抗抑郁的效果。

沃伊特克实验室的研究生悉尼·史密斯（Sydney Smith）表示，每当她向非专业人士解释这项研究时，人们总是惊讶地问：“他们还在使用电击疗法吗？我还以为那只是恐怖电影里的情节。”这种误解和污名化，促使他们更加努力揭示电休克疗法的工作原理。

大约八年前，沃伊特克与精神科医生玛丽亚姆·索尔塔尼（Maryam Soltani）及其同事合作，他们收集了接受电休克疗法治疗的患者的脑电图数据。研究人员在患者头部安装电极，以测量治疗前后大脑的电活动。

多年的脑电图研究揭示，健康大脑的电活动会产生一定的模式，即脑波（例如，当我们深度放松或睡觉时，大脑会产生一种叫做α波的脑波）。先前的研究将α波与抑郁症联系起来，这让索尔塔尼和沃伊特克最初推测，电休克疗法可能影响了α波。如果这一假设成立，那么它也有助于解释为什么电休克疗法会减缓脑电图上的某些频率^[3]。

然而，对前两位患者的初步分析结果却显示了不同的发现：其大脑中非周期性活动（“背景噪音”）显著增加。

这种非周期性活动近年来成为了沃伊特克实验室的研究热点。他们不关注那些有规律的脑波，如α波，而是研究那些看似混乱的脑波。尽管非周期性活动在脑电图上没有明显模式，但沃伊特克的团队开发出了能够揭示其潜在结构的统计工具。研究人员在索尔塔尼的电休克疗法患者数据中观察到的正是这种非周期性结构。

在一项2023年11月发表于《Translational Psychiatry》杂志的研究中^[4]，研究者发现9名患者在电休克疗法脑波的非周期性活动增加。在随后的一项相关研究中^[5]，神经科学家们对此前收集的22名接受电休克疗法和23名接受磁性癫痫疗法的患者的大量数据进行了分析（磁性癫痫疗法是指利用磁场而非电流来诱发癫痫发作）。这些分析也发现，治疗后脑波的非周期性活动也会增加。

非周期性活动被认为与大脑中兴奋和抑制的平衡有关。当一个神经元接收到另一个神经元的信号时，它可能被激发或抑制，即变得更容易或更不容易发射信号。2017年，沃伊特克和合作者在《NeuroImage》杂志上发表的一项研究表明，非周期性活动反映了抑制过程^[6]。

非周期性活动与抑制之间的联系还需要更多的研究来验证。然而，当研究人员将这一发现与他们的新临床研究相结合时，他们推测，癫痫治疗可能抑制了一些神经元群，而这种抑制在脑电图中可能会表现为非周期性活动的增加。

研究者推测，电休克疗法中的抑制效应可能与抑郁症状的减少有关。史密斯和同事在他们2023年11月的电休克疗法初步研究中写道：“电休克疗法可能通过恢复前额皮质的抑制水平来缓解抑郁症状。”

研究团队并没有设计这些实验来证明非周期性活动与抑郁症之间的联系。芝加哥拉什大学医疗系统的高级顾问克里希南（K. Ranga Rama Krishnan）表示，这种联系可能存在，但要证明它需要付出很大的努力。克里希南在杜克大学负责管理包括电休克疗法在内的项目已有数十年，但并未参与这些研究。

为了明确证明这一点，研究人员需对更广泛的患者群体进行研究，并设计精密的实验方案。不过克里希南认为，这些论文正是“向正确方向迈进的一步”。

美国国家心理健康研究所非侵入性神经调节部门主任莎拉·丽莎比（Sarah Lisanby）指出，电疗和磁疗在调节非周期性活动方面展现出了相似的效果。她强调，这意味着电休克疗法中减轻抑郁症状的不是电场作用，而是其引发的癫痫发作。

丽莎比的近期研究表明，磁性癫痫治疗与电休克治疗效果相当^[7]，但其副作用更少，且程度更轻。虽然电休克治疗已在临床上广泛应用，但磁性癫痫治疗仍未得到食品及药物管理局的批准，目前仅限于研究范畴内使用。

史密斯和沃伊特克期望，若未来研究验证了他们的结果，非周期性活动或可成为一种指标，帮助医生预测哪些患者将受益于此类治疗。他们认为，当前电休克疗法虽“像一把大锤”一样直接作用于大脑，但深入探究其机理有望推动更加精确、为患者带来更少压力且舒适的治疗方法的开发。

除了临床应用，这项研究还能帮助患者更好地理解电休克治疗过程中大脑发生的变化及其益处所在。史密斯表示，“至少在讨论此类治疗的风险与益处时，我们能向患者解释我们在努力改善他们的大脑功能。”

对于患者来说，这样的解释能让患者更具体地理解治疗的作用，而不是感觉自己被按下“重置按钮”，被当作一台冷冰冰的机器处理了一样。

原文：https://www.quantamagazine.org/brains-background-noise-may-explain-value-of-shock-therapy-20240318/

参考文献：

• 1 https://www.nature.com/articles/s41398-021-01560-y
• 2 https://jamanetwork.com/journals/jamapsychiatry/fullarticle/2680312
• 3 https://www.nature.com/articles/s41598-020-74103-y
• 4 https://www.nature.com/articles/s41398-023-02634-9
• 5 https://www.nature.com/articles/s41398-023-02631-y
• 6 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1053811917305621?via%3Dihub
• 7 https://jamanetwork.com/journals/jamapsychiatry/fullarticle/2812444