С помощью визуализации мозга и машинного обучения исследователи определили шесть подтипов депрессии, определив индивидуальные методов лечения. Этот прорыв в точной психиатрии поможет улучшить результаты лечения, подбирая пациентам наиболее эффективные методы лечения, основанные на моделях активности их мозга.
Целью исследования является выход за рамки метода проб и ошибок при назначении антидепрессантов. Такой персонализированный подход поможет произвести революцию в сфере психиатрической помощи, гарантируя, что правильное лечение будет выбрано с первого раза.
В не столь отдаленном будущем скрининговая оценка депрессии может включать быстрое сканирование мозга для определения наилучшего лечения.
Согласно новому исследованию, проведенному исследователями Стэнфордского медицинского университета (Stanford), визуализация мозга в сочетании с машинным обучением может выявить подтипы депрессии и тревоги.
Авторы нового исследования, которое будет опубликовано в научном журнале Nature Medicine, разделяют депрессию на шесть биологических подтипов или «биотипов» и определяет методы лечения, которые с большей или меньшей вероятностью будут работать для трех из этих подтипов.
По словам старшего автора исследования Линн Уильямс (Leanne Williams), крайне необходимы более эффективные методы подбора пациентов для лечения.
Около 30% людей с депрессией, страдают так называемой резистентной к лечению депрессией, что означает, что различные виды лекарственных средств или терапии не смогли облегчить их симптомы. А у двух третей людей, страдающих депрессией, лечение не полностью убирают симптомы до здорового уровня.
Частично это связано с тем, что не существует надежного способа узнать, какой антидепрессант или тип терапии может помочь конкретному пациенту. Лекарственные средства назначаются методом проб и ошибок, поэтому могут потребоваться месяцы или годы, чтобы найти действенный препарат — если это вообще произойдет. А если вы будете так долго пытаться подбирать лечение, при этом не чувствуя облегчения, это может усугубить симптомы депрессии.
«Цель нашей работы — выяснить, как мы можем сделать все правильно с первого раза», — объясняет Уильямс. «Очень неприятно находиться в сфере депрессии и не иметь лучшей альтернативы этому универсальному подходу».
Биотипы предсказывают ответ на лечение
Чтобы лучше понять биологию, лежащую в основе депрессии и тревоги, Уильямс с соавторами обследовали 801 участника, у которых ранее была диагностирована депрессия или тревога, используя технологию визуализации, известную как функциональная МРТ или фМРТ, для измерения активности мозга.
Ученые сканировали мозг добровольцев в состоянии покоя и во время выполнения различных задач, призванных проверить их когнитивные и эмоциональные функции. Ученые сосредоточились на областях мозга и связях между ними, которые, как уже было известно, играют роль в депрессии.
Используя подход машинного обучения, известный как кластерный анализ, для группировки изображений мозга пациентов, ученые определили шесть различных моделей активности в изучаемых ими областях мозга.
Ученые также случайным образом распределили 250 участников исследования на прием одного из трех часто назначаемых антидепрессантов или поведенческой разговорной терапии.
Пациенты с одним подтипом, который характеризуется гиперактивностью в когнитивных областях мозга, отмеечали лучший ответ на антидепрессант венлафаксин по сравнению с теми, у кого были другие биотипы.
Люди с другим подтипом, чей мозг в состоянии покоя имел более высокий уровень активности в трех областях, связанных с депрессией и решением проблем, лучше справлялись с симптомами с помощью поведенческой разговорной терапии.
А у людей с третьим подтипом, у которых был более низкий уровень активности в состоянии покоя в цепи мозга, контролирующей внимание, с меньшей вероятностью наблюдалось облегчение симптомов с помощью разговорной терапии, чем у людей с другими биотипами.
«Биотипы и их реакция на поведенческую терапию имеют смысл, основываясь на том, что они знают об этих областях мозга», — добавляет Джун Ма (Jun Ma) из Университета Иллинойса (University of Illinois), Чикаго и один из авторов исследования. изучение.
Тип терапии, использованный в их исследовании, учит пациентов навыкам более эффективного решения повседневных проблем, поэтому высокий уровень активности в этих областях мозга может позволить пациентам с этим биотипом с большей готовностью усваивать новые навыки.
Что касается пациентов с более низкой активностью в области, связанной с вниманием и вовлеченностью, Ма считает, что возможно, что фармацевтическое лечение, направленное на устранение этой более низкой активности, может помочь этим пациентам получить больше от разговорной терапии.
«Насколько нам известно, впервые нам удалось продемонстрировать, что депрессию можно объяснить различными нарушениями функционирования мозга», — добавялет Уильямс. «По сути, это демонстрация подхода персонализированной медицины к психическому здоровью, основанного на объективных измерениях функции мозга».
В другом недавно опубликованном исследовании Уильямс с соавторами показали, что использование фМРТ-томографии мозга улучшает их способность выявлять людей, которые могут реагировать на лечение антидепрессантами. В этом исследовании ученые сосредоточились на подтипе, который они называют когнитивным биотипом депрессии, который затрагивает более четверти людей с депрессией и с меньшей вероятностью реагирует на стандартные антидепрессанты.
Выявив людей с когнитивным биотипом с помощью фМРТ, исследователи точно предсказали вероятность ремиссии у 63% пациентов по сравнению с точностью 36% без использования визуализации мозга. Эта повышенная точность означает, что поставщики медицинских услуг с большей вероятностью получат правильное лечение с первого раза.
В настоящее время ученые изучают новые методы лечения этого биотипа в надежде найти больше вариантов для тех, кто не реагирует на стандартные антидепрессанты.
Дальнейшие исследования депрессии
Различные биотипы также коррелируют с различиями в симптомах и выполнении задач среди участников исследования. Например, у людей с гиперактивными когнитивными областями мозга наблюдался более высокий уровень ангедонии (неспособности чувствовать удовольствие), чем у людей с другими биотипами; они также хуже справлялись с задачами исполнительной функции. Люди с подтипом, которые лучше всего реагировали на разговорную терапию, также допускали ошибки при выполнении задач на управляющие функции, но хорошо справлялись с когнитивными задачами.
Один из шести биотипов, обнаруженных в ходе исследования, не показал заметных отличий активности мозга в изображенных областях от активности людей без депрессии. Уильямс считает, что они, вероятно, не исследовали весь спектр биологии мозга, лежащего в основе этого расстройства — их исследование было сосредоточено на областях, которые, как известно, участвуют в депрессии и тревоге, но в этом биотипе могут быть и другие типы дисфункций, которые их изображения не уловили.
Уильямс с соавторами расширяют исследование изображений, включив в него больше участников. Ученые также хотят протестировать больше видов лечения для всех шести биотипов, включая преператы, которые традиционно не используются при депрессии.
Ее коллега Лаура Хак (Laura Hack) начала использовать технику визуализации в своей клинической практике в Стэнфордском медицинском университете с помощью экспериментального протокола. Команда также хочет установить простые в использовании стандарты для этого метода, чтобы другие практикующие психиатры могли начать его применять.
«Чтобы действительно продвинуться в направлении точной психиатрии, нам необходимо определить методы лечения, которые, скорее всего, будут эффективными для пациентов, и как можно скорее направить их на это лечение», — заключает Ма.
«Наличие информации о функции их мозга, в частности подтвержденных сигнатур, которые мы оценивали в этом исследовании, поможет определить более точное лечение и рецепты для людей».
Original Research: Open access.
“Personalized brain circuit scores identify clinically distinct biotypes in depression and anxiety” by Leanne Williams et al. Nature Medicine
