Thiết bị kích thích não sâu mới kết hợp với trí tuệ nhân tạo mạnh mẽ có thể cải thiện việc điều trị chứng trầm cảm kháng thuốc. Sử dụng thiết bị kích thích não sâu (DBS) mới có khả năng ghi lại tín hiệu não, các nhà nghiên cứu đã xác định được mô hình hoạt động của não, hay “dấu ấn sinh học”, liên quan đến các dấu hiệu phục hồi lâm sàng sau trầm cảm kháng thuốc. Những phát hiện từ nghiên cứu nhỏ này là một bước quan trọng trong việc sử dụng dữ liệu não bộ để hiểu cách bệnh nhân phản ứng với các phương pháp điều trị DBS.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature và được hỗ trợ bởi Sáng kiến Nghiên cứu Não bộ của NIH thông qua sáng kiến Thúc đẩy Công nghệ Thần kinh Đổi mới (Sáng kiến BRAIN).
Ứng dụng lâm sàng của DBS
Mặc dù phương pháp này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm nhưng các nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra rằng DBS có thể được sử dụng một cách an toàn và hiệu quả để điều trị các trường hợp trầm cảm mà các triệu chứng không cải thiện dù đã điều trị bằng thuốc chống trầm cảm, một loại trầm cảm được gọi là trầm cảm kháng thuốc. Bệnh nhân trải qua DBS được phẫu thuật để cấy một điện cực kim loại mỏng vào một vùng cụ thể của não nhằm tạo ra các xung điện điều chỉnh hoạt động của não. Chính xác cách DBS cải thiện các triệu chứng ở người bị trầm cảm vẫn chưa được hiểu rõ, khiến các nhà nghiên cứu khó theo dõi khách quan phản ứng của bệnh nhân với việc điều trị và điều chỉnh khi cần thiết.
Nghiên cứu nhỏ này tuyển chọn 10 người lớn mắc chứng trầm cảm kháng trị, tất cả đều được điều trị DBS trong 6 tháng. Mỗi người tham gia ban đầu nhận được cùng một liều lượng kích thích, sau đó mức độ kích thích được tăng lên một hoặc hai lần. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích dữ liệu não được thu thập từ sáu bệnh nhân và quan sát dấu hiệu hoạt động não phổ biến hoặc dấu ấn sinh học, tương quan với các triệu chứng trầm cảm tự báo cáo của bệnh nhân hoặc các triệu chứng hồi phục ổn định. Ở một bệnh nhân, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra dấu hiệu sinh học và thông qua phân tích hồi cứu, dự đoán rằng bệnh nhân sẽ quay trở lại giai đoạn trầm cảm nặng bốn tuần trước khi cuộc phỏng vấn lâm sàng cho thấy anh ta có nguy cơ tái phát.
Cải thiện điều trị DBS
"Nghiên cứu này cho thấy các công nghệ mới và phương pháp tiếp cận dựa trên dữ liệu có thể cải thiện việc điều trị DBS đối với chứng rối loạn trầm cảm nặng, vốn có thể gây suy nhược", Tiến sĩ John Ngai, Giám đốc Chương trình BRAIN cho biết.
Trong nghiên cứu này, các bệnh nhân được điều trị DBS nhắm vào vỏ não dưới màng cứng (SCC), vùng não điều chỉnh hành vi cảm xúc và có liên quan đến nỗi buồn. Đóng. DBS của vỏ não vành đai là một liệu pháp mới nổi có thể giúp giảm các triệu chứng trầm cảm lâu dài và ổn định. Tuy nhiên, điều trị trầm cảm bằng DBS vẫn còn thách thức vì con đường phục hồi ổn định của mỗi bệnh nhân là khác nhau và các bác sĩ lâm sàng cũng phải dựa vào báo cáo tự chủ quan trong các cuộc phỏng vấn bệnh nhân và thang đánh giá tâm thần để theo dõi các triệu chứng theo thời gian. Điều này gây khó khăn cho việc phân biệt giữa những thay đổi tâm trạng bình thường và các tình trạng nghiêm trọng hơn cần điều chỉnh kích thích. Ngoài ra, có thể mất vài tuần hoặc vài tháng để các triệu chứng xuất hiện sau khi điều trị DBS, khiến khó có thể biết được hiệu quả của việc điều trị. Viện Y tế Quốc gia "Những phát hiện này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc áp dụng các liệu pháp vào thực tế."Phản ứng của bệnh nhân và vai trò của công nghệ
Bệnh nhân trong nghiên cứu phản ứng tốt với điều trị DBS; sau 6 tháng, 90% bệnh nhân đã cải thiện đáng kể các triệu chứng trầm cảm và 70% đã thuyên giảm hoặc không còn trầm cảm nữa. Tỷ lệ phản hồi cao như vậy mang đến cho chúng tôi cơ hội duy nhất để nhìn lại và nghiên cứu cách não của mỗi bệnh nhân phản ứng khác nhau với kích thích trong quá trình điều trị.
Christopher Rozelle, Chủ tịch Julian T. Hightower về Kỹ thuật Điện và Máy tính và bằng Tiến sĩ. Tiến sĩ về kỹ thuật điện và máy tính tại Viện Công nghệ Georgia ở Atlanta và các đồng nghiệp đã sử dụng một kỹ thuật gọi là trí tuệ nhân tạo có thể giải thích được để hiểu những thay đổi tinh vi này trong hoạt động của não. Thuật toán sử dụng dữ liệu não để phân biệt giữa trạng thái trầm cảm và trạng thái phục hồi ổn định, đồng thời có thể giải thích những thay đổi nào trong hoạt động của não là nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi này. Điều quan trọng là dấu ấn sinh học cũng phân biệt giữa những thay đổi tâm trạng thoáng qua, bình thường hàng ngày và các triệu chứng ngày càng trầm trọng hơn. Thuật toán này có thể cung cấp cho bác sĩ lâm sàng những dấu hiệu cảnh báo sớm rằng bệnh nhân đang tiến tới trạng thái trầm cảm nặng và cần điều chỉnh DBS cũng như chăm sóc lâm sàng bổ sung.
Thông tin chi tiết hơn và các bước tiếp theo
Đồng tác giả đầu tiên của nghiên cứu là Helen Mayberger, giám đốc Trung tâm Trị liệu Mạch nâng cao Gia đình Nash tại Mount Sinai ở Thành phố New York, "9 trong số 10 bệnh nhân trong nghiên cứu đã cải thiện, điều này cho thấy một cơ hội tuyệt vời để sử dụng công nghệ mới để theo dõi quỹ đạo phục hồi của bệnh nhân", Len Mayberg, MD cho biết. "Mục tiêu của chúng tôi là xác định tín hiệu thần kinh khách quan có thể giúp các bác sĩ lâm sàng quyết định khi nào nên thực hiện điều chỉnh DBS hay không." Tiến sĩ Rozelle, đồng tác giả cấp cao của nghiên cứu, cho biết: "
" Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng với quy trình có thể mở rộng sử dụng một điện cực duy nhất trong cùng một vùng não và quản lý lâm sàng thông minh, chúng tôi có thể giúp bệnh nhân tốt hơn. Nghiên cứu này cũng cung cấp cho chúng tôi nền tảng khoa học tuyệt vời để hiểu sự khác biệt giữa các bệnh nhân, vốn là chìa khóa để điều trị các bệnh tâm thần phức tạp như trầm cảm kháng thuốc. "
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu quét não MRI lấy từ bệnh nhân trước khi phẫu thuật. Kết quả cho thấy những bất thường về cấu trúc và chức năng trong các mạng lưới não cụ thể được nhắm mục tiêu bởi liệu pháp DBS. Nghiêm trọng hơn Sự thiếu hụt chất trắng có liên quan đến thời gian phục hồi lâu hơn.
Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng các công cụ trí tuệ nhân tạo để phân tích những thay đổi trên nét mặt được rút ra từ các cuộc phỏng vấn người tham gia trong môi trường lâm sàng. Để phản ánh mức độ nghiêm trọng của các triệu chứng trầm cảm của họ, các bác sĩ tâm thần có thể phát hiện những thay đổi đó trong các đánh giá lâm sàng thông thường. Họ phát hiện ra rằng các kiểu biểu hiện của từng bệnh nhân trùng khớp với quá trình chuyển từ bệnh tật sang hồi phục ổn định, điều này có thể đóng vai trò như một công cụ bổ sung và dấu hiệu hành vi mới để theo dõi quá trình hồi phục sau điều trị DBS. Cần nhiều nghiên cứu hơn để xác định xem liệu phân tích video có thể dự đoán đáng tin cậy tình trạng bệnh hiện tại và tương lai hay không.
Những thay đổi được quan sát thấy trong nét mặt và giải phẫu. Tất cả những thiếu sót đều liên quan đến trạng thái nhận thức được dấu ấn sinh học ghi lại, hỗ trợ việc sử dụng dấu ấn sinh học này như một phương pháp điều trị DBS trong việc kiểm soát trầm cảm. Nhóm nghiên cứu, bao gồm Mayberg, Tiến sĩ, Rozell, Tiến sĩ và Patricio Riva-Posse, MD, thuộc Trường Y thuộc Đại học Emory ở Atlanta, hiện đang xác nhận phát hiện của họ trong nhóm bệnh nhân thứ hai tại Bệnh viện Mount Sinai.
Nghiên cứu này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của nhiều loại rối loạn tâm thần, bao gồm trầm cảm nặng, rối loạn ám ảnh cưỡng chế và rối loạn căng thẳng sau chấn thương, theo nhóm nghiên cứu. , chứng cuồng ăn và rối loạn sử dụng chất gây nghiện), các nghiên cứu khác của DBS đã xác định được dấu ấn sinh học não đối với chứng đau mãn tính, nhưng các phương pháp sử dụng dữ liệu não để điều trị thành công cho bệnh nhân vẫn đang được phát triển