Undersökning av funktionella förändringar i frontotemporal cortex hos patienter med större depressiv störning efter elektrokonvulsiv terapi eller magnetisk krampterapi med hjälp av funktionell nära-infraröd spektroskopi (fNIRS)

Den globala bördan av neuropsykiatriska störningar fortsätter att öka. Depression rankas bland de främsta orsakerna till global sjukdomsbörda mätt i år levda med funktionshinder, och dess prevalens ökade med mer än 36 % mellan 2010 och 2021. Depression manifesterar sig inte bara som kärnsymptom som nedsatt stämningsläge och förlust av intresse, utan åtföljs också ofta av kognitiv nedsättning, som ofta framträder som nedsättningar i exekutiv funktion, uppmärksamhet, minne och informationsprocessningshastighet. Allvaret i dessa kognitiva brister påverkar direkt patienternas behandlingsrespons, återhämtning av social funktion och långsiktig prognos, vilket gör dem till en nyckelfaktor som begränsar patienternas återgång till ett normalt liv.

Det finns dock fortfarande en betydande klyfta i det kliniska fokuset på och bedömningen av kognitiva symptom. Även om befintliga kognitiva bedömningsverktyg inkluderar subjektiva självrapporteringsformulär, individuella neuropsykologiska tester och batteritester, har de generellt begränsningar: vissa verktyg är tidskrävande och svåra att anpassa till behoven av snabb klinisk screening; andra saknar tillräckligt kliniskt bevis och normativ data för att stödja deras användning, vilket resulterar i otillräcklig diagnostisk specificitet och oförmåga att exakt matcha kognitiva nedsättningskarakteristika hos olika neuropsykiatriska störningar. Därför har utvecklingen av enkla, effektiva och specifika kognitiva bedömningsverktyg och hjärnfunktionsövervakningsmetoder, i samband med framsteg inom neurovetenskap och teknologi, blivit ett brådskande kliniskt behov.

Inom det terapeutiska området har neurostimuleringsterapier gradvis framträtt som ett viktigt komplement till farmakoterapi och kognitiv beteendeterapi. Bland dessa är modifierad elektrokonvulsiv terapi (EKT) och magnetisk krampterapi (MST) vitt använda i behandlingen av depression på grund av deras snabba verkan och signifikanta effektivitet. Som en klassisk neurostimuleringsmetod kan EKT snabbt lindra depressiva symptom, särskilt självmordstankar; dess kortsiktiga effekter på kognitiv funktion och underliggande hjärnmekanismer förblir dock kontroversiella. MST, å andra sidan, inducerar lokaliserade kortikala epileptiforma urladdningar genom snabbt föränderliga magnetfält och kännetecknas av hög precisionsriktning; dess säkerhetsprofil och modulerande effekter på hjärnfunktion kräver dock ytterligare undersökning. De flesta studier inom detta område fokuserar dock på en enda behandlingsmodalitet, saknar tillräcklig jämförande analys av hjärnfunktionella förändringar mellan vila och uppgiftsläge, och, ännu mer kritiskt, saknar direkta jämförande studier mellan EKT och MST.

Utvecklingen av funktionell nära-infraröd spektroskopi (fNIRS) teknologi ger ett kraftfullt verktyg för att adressera dessa frågor. Genom att övervaka förändringar i koncentrationen av oxygenerat och deoxygenerat hemoglobin kan denna teknologi icke-invasivt och i realtid reflektera regional cerebral blodflöde och funktionell aktiveringsnivå, vilket gör den särskilt lämplig för att bedöma dynamiska förändringar i hjärnfunktion under kognitiva uppgifter. Befintliga fNIRS-studier har bekräftat att hos patienter med depression är oxygenerat hemoglobinsvar i prefrontala kortex signifikant lägre än hos friska kontroller under verbala flödestest och arbetsminnes N-back-uppgifter, och att denna abnormitet är associerad med depressionens svårighetsgrad. Under EKT-behandling kan oxygenerat hemoglobinsvar i prefrontala kortex ytterligare minska; sambandet mellan denna förändring och förbättringar i stämningsläge eller kognitiv funktion förblir dock oklar. Dessutom har befintliga studier främst fokuserat på uppgiftsbaserad hjärnfunktionsanalys, med begränsat fokus på förändringar i cerebral hemodynamik under vila före och efter neurostimuleringsbehandlingar, och en brist på systematiska jämförelser mellan effekterna av EKT och MST på fronto-temporallobs hjärnfunktion.

Mot denna bakgrund fokuserar denna studie på effekterna av EKT och MST på fronto-temporala cerebrala hemodynamik. Genom en tvådimensionell bedömning av både viloläge och uppgiftsläge, kombinerat med fNIRS-teknologi och multidimensionella kognitiva och emotionella bedömningsverktyg, syftar studien till att klargöra skillnaderna i regleringen av fronto-temporala hjärnfunktion mellan de två behandlingsmodaliteterna och att avslöja sambanden mellan för- och efterbehandlingsförändringar i cerebral hemodynamik och förbättringar i kognitiv funktion och emotionella symptom. Resultaten kommer att ge nya bevis för att klargöra de neurala mekanismerna bakom neurostimuleringsterapier, erbjuda en vetenskaplig grund för att optimera behandlingsprotokoll och utveckla personanpassade behandlingsstrategier, och slutligen bidra till att förbättra behandlingsresultat och patientprognos för neuropsykiatriska störningar.