這項新研究于2018年11月8日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，由美國國防高級研究計劃局基于系統(tǒng)的新興治療神經(jīng)技術(shù)項目資助。這一多機構(gòu)合作項目于2014年在白宮BRAIN項目的支持下啟動，旨在加強對神經(jīng)精神疾病(如抑郁癥和焦慮癥)腦回路的了解，并開發(fā)治療這些致殘性腦部疾病的新技術(shù)。
“值得注意的是，我們可以直接從大腦中看到人類情緒的真實神經(jīng)矩陣，”Chang說。“這些發(fā)現(xiàn)對于我們理解某些大腦區(qū)域如何導(dǎo)致情緒障礙具有科學(xué)意義，但對于識別可用于治療這些疾病的新技術(shù)的生物標(biāo)志物具有實際意義，這是我們SUBNETS工作的主要優(yōu)先事項?！毖芯咳藛T招募了21名癲癇患者，他們將40至70個電極植入大腦表面和大腦深層結(jié)構(gòu)，作為手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備的一部分，以移除導(dǎo)致癲癇發(fā)作的腦組織。研究人員記錄了這些患者在7到10天內(nèi)廣泛的大腦活動，特別關(guān)注了一些以前與情緒調(diào)節(jié)有關(guān)的大腦深層結(jié)構(gòu)。同時，患者通過平板電腦軟件定期記錄自己的情緒。
然后，研究人員使用計算算法將大腦活動模式與患者報告的情緒變化相匹配。這些新算法是由第一作者、索哈爾實驗室博士后研究員洛瑞柯克比博士和舊金山加州大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究生項目的近期校友弗朗西斯科洛恩戈博士共同開發(fā)的。為了避免一開始偏向他們的分析，團隊沒有立即檢查情緒調(diào)查。相反，他們首先分析了每個參與者大腦活動的長期記錄，以確定所謂的內(nèi)在一致性網(wǎng)絡(luò)(ICN)。ICN是一組大腦區(qū)域，其活動模式以共同的頻率一起波動(就像大學(xué)樂隊的成員一樣，步調(diào)一致)。這種同步被用作大腦區(qū)域的線索，這些區(qū)域以潛在的重要方式相互交流。
然后，為了比較所有21名參與者的獨特大腦和不同電極放置的結(jié)果，研究人員將每個受試者的ICN映射到神經(jīng)連接圖。這些比較受試者網(wǎng)絡(luò)活動的標(biāo)準(zhǔn)化記錄揭示了幾個“組”——以特定頻率重復(fù)同步的大腦區(qū)域組，因此可能代表功能性大腦網(wǎng)絡(luò)。其中一個小組在13名研究參與者中非常活躍和協(xié)調(diào)，他們在研究開始前的基線焦慮心理評估中得分也很高。在這些相同的個體中，大腦網(wǎng)絡(luò)活動的這種變化也與抑郁癥或抑郁癥的日常發(fā)作高度相關(guān)。這種情緒相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的特征是海馬和杏仁核中所謂的波同步振蕩——每秒13到30個周期——這兩個大腦深層區(qū)域分別與記憶和負(fù)面情緒相關(guān)。
索哈爾說，研究小組最初對這一發(fā)現(xiàn)的明確性感到驚訝。索哈爾說：“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，一個信號幾乎可以完全解釋這么多人的抑郁?！薄罢业饺绱藦姶蟮男畔⑸飿?biāo)志物，不僅是我們在項目現(xiàn)階段所期待的?！绷钊梭@訝的是，杏仁核和海馬體中的情緒波之間的這種強烈聯(lián)系在其他八名研究參與者中根本沒有出現(xiàn)，他們都有相對較低的預(yù)先存在的焦慮，這表明人們擔(dān)心容易焦慮的人的大腦可能如何處理與他人的情緒情況。
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