《Brain Stimulation》：Effect of Electroconvulsive Therapy on Neural Oscillations in Schizophrenia: A Magnetoencephalography Resting-State Study
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為闡明電休克療法(ECT)治療精神分裂癥的神經(jīng)機制，研究者采用靜息態(tài)腦磁圖(MEG)技術(shù)，縱向追蹤了26名患者在ECT前、第3次和第6次治療后的腦電活動。研究發(fā)現(xiàn)，ECT誘導了大腦神經(jīng)振蕩的譜系“再平衡”：慢波(δ, θ)功率增加，而快波(α, β, γ)功率降低，且雙側(cè)前額葉及右側(cè)中央?yún)^(qū)β功率的降低與陽性癥狀改善顯著相關(guān)。該研究為ECT的臨床療效提供了關(guān)鍵的神經(jīng)生理學依據(jù)，并為優(yōu)化治療方案指明了潛在靶點。
間隔符
在精神醫(yī)學領(lǐng)域，精神分裂癥是一種復雜且慢性的重度精神障礙，全球約有1%的人群受其影響。盡管藥物治療是其管理基石，但局限性日益凸顯：僅部分患者有充分應(yīng)答，癥狀緩解常延遲數(shù)周，且從體重增加到錐體外系癥狀等多種不良反應(yīng)，常導致治療中斷與病情反復。因此，非藥物干預，特別是快速起效的物理治療，成為綜合治療的重要組成部分。
其中，電休克療法(ECT)自1938年引入以來，便因其能為重度抑郁、精神分裂癥等多種重癥精神障礙提供快速癥狀緩解而被廣泛應(yīng)用。在中國，約有6%的精神科住院患者接受ECT治療，其中70%用于治療精神分裂癥。盡管臨床證據(jù)充分，但ECT如何起效，其背后的神經(jīng)生物學機制卻依然籠罩在迷霧之中。以往，研究者們提出了包括抗驚厥、神經(jīng)可塑性、免疫炎癥通路在內(nèi)的多種假說，但大多數(shù)研究聚焦于外周生物標志物。鑒于ECT主要作用于大腦皮層的電活動，直接檢測其治療后的神經(jīng)電生理變化，對于揭示其作用機制至關(guān)重要。
以往針對ECT的腦成像研究，如正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和單光子發(fā)射計算機斷層掃描(SPECT)，主要探查了ECT引起的腦血流(rCBF)和代謝變化，但結(jié)果并不一致。而傳統(tǒng)的腦電圖(EEG)研究雖然揭示了ECT治療后腦電活動向慢波（δ, θ波）優(yōu)勢轉(zhuǎn)變的趨勢，但這些研究多集中于抑郁癥患者，且EEG在空間分辨率和源定位能力上存在局限，難以精確描繪大腦區(qū)域特異性的動態(tài)變化。
為了更精準地捕捉ECT對精神分裂癥患者大腦神經(jīng)振蕩模式的瞬時與演進式影響，來自南京醫(yī)科大學附屬腦科醫(yī)院的研究團隊，將目光投向了腦磁圖(MEG)。MEG能夠以毫秒級精度捕捉神經(jīng)電流產(chǎn)生的磁信號，相較于傳統(tǒng)EEG，具有更優(yōu)越的空間-頻譜分辨率，是窺探這些快速振蕩變化的理想窗口。那么，ECT究竟如何重塑精神分裂癥患者大腦的自發(fā)性神經(jīng)節(jié)律？這種改變又與臨床癥狀的改善有何關(guān)聯(lián)？為了解決這些核心問題，研究人員開展了一項探索性的縱向研究，相關(guān)成果已發(fā)表在《Brain Stimulation》期刊。
為開展此項研究，研究人員主要應(yīng)用了以下幾項關(guān)鍵技術(shù)方法：首先，研究招募了26名符合國際疾病分類第十版(ICD-10)診斷標準、計劃接受ECT治療的精神分裂癥住院患者，以及24名在年齡、性別上匹配的健康對照(HC)，構(gòu)建了研究隊列。其次，對患者組在基線期(ECT0)、第3次(ECT3)和第6次(ECT6)ECT治療后，重復采集靜息態(tài)（閉眼）MEG數(shù)據(jù)，以縱向追蹤神經(jīng)振蕩變化。同時，使用陽性和陰性癥狀量表(PANSS)和蒙特利爾認知評估(MoCA)在相同時間點進行臨床評估。最后，利用FieldTrip工具箱對MEG數(shù)據(jù)進行預處理和譜分析，將頻譜劃分為δ(1-4 Hz)、θ(4-8 Hz)、α(8-13 Hz)、β(13-30 Hz)和γ(30-75 Hz)五個頻帶，計算相對譜功率，并通過統(tǒng)計學方法比較組間差異及與臨床癥狀改善的相關(guān)性。
研究結(jié)果
3.1. 基線期振蕩缺陷：慢化與失穩(wěn)
與健康對照組相比，未接受ECT治療的患者組(ECT0)表現(xiàn)出特征性的神經(jīng)振蕩異常：δ頻帶功率顯著升高，而α頻帶功率廣泛降低。此外，患者的個體α峰值頻率(IAPF)也顯著慢于健康對照組（平均9.0 Hz vs. 9.5 Hz）。這些基線異常與既往研究一致，提示患者存在皮層過度抑制（高δ波）和注意調(diào)節(jié)/感覺門控受損（低α波）的病理生理狀態(tài)。
3.2. ECT誘導譜系轉(zhuǎn)變：慢波功率增加伴快波功率降低
研究發(fā)現(xiàn)，隨著ECT治療的進行，患者大腦神經(jīng)振蕩呈現(xiàn)出一致且漸進式的“譜系再平衡”模式：慢波（δ和θ）功率逐漸增加，而快波（α, β, γ）功率逐漸下降。值得注意的是，這種變化在空間上具有累積效應(yīng)。治療3次后，顯著的功率變化主要集中于后部腦區(qū)（枕葉、頂葉、顳葉）；治療6次后，變化則擴散至幾乎全腦，包括前額葉和中央?yún)^(qū)。同時，基線時已降低的α振蕩峰值在ECT后進一步減弱甚至“消失”，表明ECT可能廣泛抑制了神經(jīng)同步性。
3.3. 陽性癥狀改善與特定腦區(qū)β功率降低相關(guān)
相關(guān)分析揭示了一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：在6次ECT治療后，患者陽性癥狀的改善程度，與雙側(cè)前額葉及右側(cè)中央?yún)^(qū)β頻帶功率的降低顯著相關(guān)。這種關(guān)聯(lián)具有癥狀特異性，未在陰性癥狀或PANSS總分的變化中觀察到。此外，基線抗精神病藥物劑量（以氯丙嗪等價劑量CPZeq表示）與基線譜功率無顯著相關(guān)，且治療期間MoCA認知評估分數(shù)保持穩(wěn)定，與譜功率變化亦無顯著關(guān)聯(lián)。
結(jié)論與討論
本研究的發(fā)現(xiàn)勾勒出ECT治療精神分裂癥的一條清晰神經(jīng)電生理軌跡。ECT誘發(fā)了一場大規(guī)模的神經(jīng)振蕩重組，其特征是譜系平衡向慢波（δ, θ）優(yōu)勢傾斜，同時廣泛抑制快波（α, β, γ）活動。這種“抑制性譜系偏移”為ECT的抗驚厥假說提供了直接證據(jù)。該假說認為，ECT通過增強γ-氨基丁酸(GABA)能抑制性神經(jīng)傳遞，提升癲癇發(fā)作閾值，其治療效應(yīng)正源于此。慢波活動的增強反映了皮層抑制和低喚醒狀態(tài)的加深，而快波（尤其是依賴于中間神經(jīng)元-錐體神經(jīng)元微環(huán)路精確節(jié)律的β和γ波）的抑制，則可能是強效GABA能增強對病理性過度興奮網(wǎng)絡(luò)廣泛“壓制”的結(jié)果。α峰值的消失，則可解釋為ECT誘導的廣泛神經(jīng)去同步化，干擾了產(chǎn)生α節(jié)律的丘腦-皮層起搏機制。
尤為重要的是，研究發(fā)現(xiàn)前額葉和中央?yún)^(qū)β振蕩的抑制與陽性癥狀（如幻覺、妄想）的改善直接掛鉤。在精神分裂癥病理中，異常的β頻帶同步性與“伴隨放電”機制缺陷有關(guān)，可能導致患者將自我產(chǎn)生的言語誤判為外界聲音，從而產(chǎn)生幻聽。ECT對前額葉/中央?yún)^(qū)β功率的選擇性抑制，可能通過降低神經(jīng)“噪音”、重塑神經(jīng)集群間的時序協(xié)調(diào)性，從而修復這一缺陷，成為臨床癥狀改善的關(guān)鍵神經(jīng)生理相關(guān)物。這解釋了為何ECT對陽性癥狀往往有快速而顯著的療效。
盡管本研究存在一些局限，如未能完全剝離抗精神病藥物的影響、樣本量有限、僅為傳感器水平分析等，但其結(jié)果意義重大。它不僅首次利用高時空分辨率的MEG技術(shù)，系統(tǒng)描繪了ECT治療精神分裂癥過程中神經(jīng)振蕩的縱向演變圖譜，更重要的是，發(fā)現(xiàn)了與特定臨床癥狀改善相關(guān)的客觀電生理生物標志物——前額葉/中央?yún)^(qū)β振蕩的抑制。這為理解ECT在精神分裂癥中的治療機制開辟了新視角，也為未來優(yōu)化ECT治療方案（如劑量、靶點定位）提供了潛在的神經(jīng)生理學依據(jù)。未來需要更大規(guī)模、多模態(tài)的長期研究，來追蹤這些振蕩變化的持久性，并闡明介導ECT長期獲益的深層神經(jīng)化學與結(jié)構(gòu)機制。
