„Sposób, w jaki myślimy o depresji w klinice, to jedna etykieta” – powiedział Leonardo Tozzi, neurobiolog i pierwszy autor badania. Studiował na Uniwersytecie Stanforda, zanim dołączył do firmy neurodiagnostycznej w USA w zeszłym roku.

Mózg jest siedzibą naszego umysłu, a osoby z depresją manifestują to w swoich mózgach na różne sposoby. Te manifestacje pojawiają się jako wadliwe wzorce mózgowe, których, jak twierdzą badacze, psychiatrzy często nie biorą pod uwagę.

Dr Tozzi i in. wykazali, że te wzorce można podzielić na sześć unikalnych podtypów depresji. Zespół odkrył również, że co najmniej trzy z tych podtypów mogą przewidywać leki przeciwdepresyjne i/lub sposoby terapii, które mogą być skuteczne w leczeniu tych osób.

Biomarker mózgu

Dr Tozzi dołączył do Center for Precision Mental Health and Wellness w Stanford Medicine jako badacz podoktorancki w 2018 r. Porównał cel badania do kardiologów wykorzystujących dane z elektrokardiogramu do oceny stanu serca pacjenta. „Próbujemy przekształcić psychiatrię w to”.

Podobnie jak serce, mózg również ma aktywność elektryczną. Urządzenie do funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) może uchwycić tę aktywność i sposób, w jaki zmienia się ona w czasie, za pomocą sygnałów elektrycznych.

U osób z chorobą psychiczną podstawowe obwody mózgowe łączące różne regiony nie aktywują się normalnie. Jeden region może mieć bardziej intensywną aktywność elektryczną niż u zdrowej osoby.

Różni ludzie mają różne wzorce, zarówno normalne, jak i nienormalne. Kiedy niektóre z nich były wspólne dla osób z konkretną chorobą psychiczną, naukowcy nazwali je podtypem.

W ten sposób wiele badań podtypowało depresję na podstawie aktywności mózgu. Jednak nowe badanie wykorzystało podejście „napędzane teorią”, aby stworzyć podtypy, które są również istotne klinicznie.

Przetwarzanie danych

W 2021 roku dr Tozzi i spółka rozpoczęli pracę nad badaniem, przeszukując 801 dokumentacji pacjentów z badań klinicznych przeprowadzonych w ciągu ostatnich dwóch dekad. U wszystkich tych osób zdiagnozowano depresję i/lub zaburzenia lękowe, ale nie poddano ich leczeniu w tym czasie. „Wielu miało współistniejący lęk” — powiedział dr Tozzi.

W dokumentach znajdowały się odpowiedzi pacjentów na kwestionariusze dotyczące objawów i wyniki dotyczące sprawności behawioralnej, a także dane fMRI — mnóstwo tego. Skanowanie każdej objętości mózgu obejmuje śledzenie zmian w 100 000 danych wejściowych w ciągu 20 minut, co jest typowym okresem skanowania w badaniach.

„Musieliśmy wykonać pewnego rodzaju kompresję i zredukować dane do znaczącego, mniejszego zestawu zmiennych” – powiedział dr Tozzi.

Ograniczyli swoją analizę do sześciu obwodów mózgowych, które poprzednie badania powiązały z depresją i zaburzeniami lękowymi. Jednak obwody te nie świeciły cały czas ani w sposób jednoczesny w danych fMRI.

Zamiast tego obwody uwagi, wyrazistości i „domyślnego trybu” jednostki były aktywowane, gdy osoba siedziała bezczynnie, zajęta swoimi myślami. Wyjaśnienie pozostałych trzech obwodów — poznawczego, pozytywnego i negatywnego — wymagało serii zadań.

Podczas badań klinicznych osoby badane były skanowane za pomocą rezonansu magnetycznego, gdy nie wykonywały żadnych zadań, a także gdy reagowały na uśmiechnięte lub smutne twarze albo wykonywały polecenia wyświetlane na ekranie komputera.

Dr Tozzi wspomina moment „eureki”, kiedy zespół odkrył najlepszy sposób wykrywania wadliwej aktywności mózgu u ludzi za pomocą algorytmu uczenia maszynowego. „Wszystko inne jakoś się ułożyło po tym”, powiedział, gdy algorytm ujawnił sześć podtypów.

Przecinanie depresji

Zespołowi udało się następnie udowodnić, że podtypy były prawdziwe, a nie były artefaktami w danych, poprzez potwierdzenie ich na podstawie zgłaszanych przez ludzi objawów i ich wyników w testach behawioralnych.

Zespół przeanalizował również dane dotyczące odpowiedzi na leczenie 250 uczestników z badań klinicznych. Osobom tym losowo przydzielono niektóre powszechnie stosowane leki przeciwdepresyjne — sertralinę, wenlafaksynę XR i escitalopram — oraz terapię. Członkowie zespołu odkryli, że osoby cierpiące na trzy z sześciu podtypów depresji mogą skorzystać z leczenia i spodziewać się poprawy objawów.

Jeden z podtypów, który został odkryty w badaniu, charakteryzuje się hiperaktywnym obwodem poznawczym. Naukowcy ustalili, że osoby z tym podtypem zgłaszały duży niepokój, brak zainteresowania angażowaniem się w świat zewnętrzny i ogólne poczucie zagrożenia. Ich analiza sugerowała, że ​​mogliby lepiej reagować na wenlafaksynę XR.

Osoby z dwoma pozostałymi podtypami mogą sobie dobrze radzić z terapią, zgodnie z analizą, chociaż jeden z nich, który charakteryzował się nadaktywnym obwodem uwagi, „gorszą reakcją na leczenie behawioralne” – stwierdzono w artykule.

Naukowcy nie mogli powiązać osób z trzema pozostałymi podtypami z opcjami leczenia, które mogłyby im pomóc. Jednak w przypadku jednego z tych podtypów naukowcy nie mogli znaleźć wielu powiązanych wadliwych aktywności mózgu i nie było wystarczającej ilości danych, aby wiarygodnie ocenić reakcje na leczenie dla pozostałych dwóch.

Dr Tozzi powiedział, że następnym krokiem będzie znalezienie większej liczby metod leczenia, które mogłyby zająć się objawami depresji we wszystkich podtypach. W rzeczywistości powiedział, że Stanford prowadzi badanie kliniczne od roku — po zakończeniu badań zespołu — aby przetestować zdolność podtypów do przewidywania reakcji na leczenie.

„Ludzie są skanowani, ich [subtype] zostanie ustalony, a następnie otrzymają lek przeznaczony do działania w tym konkretnym przypadku [subtype]„– powiedział dr Tozzi o wizji nowego badania.

Karthik Vinod jest niezależnym dziennikarzem naukowym i współzałożycielem Ed Publica. Posiada tytuły magistra w dziedzinie astrofizyki oraz nauki, technologii i społeczeństwa.