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當大多數人聽到電痙攣療法 (ECT) 時，通常會聯想到殘忍、過時和偽醫療程序的可怕畫面。 ECT 以前被稱為電擊療法，這種認為危險且無效的觀念在流行文化中得到了數十年的強化——想想1962 年的小說《飛越瘋人院》，影片中一位不守規矩的患者受到了ECT作為殘暴護理師的懲罰。
儘管有這種恥辱，ECT 仍然是治療憂鬱症的一種非常有效的方法——高達 80% 的患者的症狀嚴重程度至少減輕了 50%。 對於世界上最殘疾的疾病之一，ECT 很少用於治療憂鬱症，我認為這是令人驚訝的。
精神科醫生仍然不知道它如何治愈憂鬱症患者的大腦，這導致了 ECT 的恥辱。 ECT 涉及使用高度控制的電流劑量在麻醉下誘發短暫的癲癇發作。 通常，你會從醫生那裡聽到關於為什麼短暫的癲癇發作可以緩解憂鬱症狀的最佳描述是 ECT「重置」大腦——這個答案可能對某些人來說是模糊和不安的。
身為一個沉迷於數據的神經科學家，我對這個解釋也不滿意。 在我們新發表的研究中，我和加州大學聖地牙哥分校 Bradley Voytek 實驗室的同事發現 ECT 可能透過重置大腦的電背景雜訊來發揮作用。
聆聽腦波
為了研究 ECT 如何治療憂鬱症，我和我的團隊使用了一種稱為腦電圖 (EEG) 的設備。 它透過放置在頭皮上的電極來測量大腦的電活動（或腦電波）。 您可以將腦電波視為管弦樂團演奏的音樂。 管弦樂是許多樂器的總和，就像腦電圖讀數是數百萬腦細胞電活動的總和。
腦電波由兩種類型的電活動組成。 第一種是振盪，就像您在交響樂中聽到的高度同步、旋律優美的音樂。 第二種是非週期性活動，更像是音樂家調樂器時聽到的非同步噪音。 這兩種類型的活動在大腦中共存，共同產生腦電圖所記錄的電波。
重要的是，調音噪音和交響音樂不應該被誤認為是彼此。 它們顯然來自不同的流程並服務於不同的目的。 大腦在這方面是相似的——非週期性活動和振盪是不同的，因為驅動它們的生物學是不同的。
然而，神經科學家傳統上用來分析這些訊號的方法無法區分振盪（交響樂）和非週期性活動（調諧）。 兩者對於管弦樂團都至關重要，但迄今為止，神經科學家大多忽略或完全錯過了非週期性訊號，因為它們被認為只是大腦的背景噪音。
在我們的新研究中，我和我的團隊表明，忽視非週期性大腦活動可能解釋了 ECT 如何治療憂鬱症背後的困惑。 事實證明我們一直都錯過了這個訊號。
連接非週期性活動和 ECT
自 1940 年代以來，ECT 一直與患者腦電波緩慢振盪的增加有關。 然而，這些緩慢的振盪從未與 ECT 的工作原理連結起來。 慢振盪出現的程度與 ECT 後症狀改善的程度並不總是相關。 關於大腦如何產生緩慢振盪的想法也沒有將這些過程與憂鬱症的病理聯繫起來。
由於這兩種類型的腦電波在測量中很難分開，我想知道這些緩慢的振盪是否實際上是錯誤測量的非週期性活動。 回到我們的管弦樂團類比，我相信科學家將調音聲音誤認為交響樂。
為了調查這一點，我和我的團隊收集了三個腦電圖資料集：一個來自在聖地牙哥接受ECT 的9 名憂鬱症患者，另一個來自多倫多接受ECT 的22 名患者，第三個來自多倫多參加磁癲癇治療臨床試驗的22 名患者，或 MST，一種 ECT 的新替代品，透過磁鐵而不是電來啟動癲癇發作。
我們發現 ECT 後非週期性活動平均增加 40% 以上。 在接受 MST 治療的患者中，非週期性活動增加幅度較小，約 16%。 在考慮了非週期性活動的變化後，我們發現慢振盪根本沒有太大變化。 事實上，有些患者甚至沒有偵測到慢振盪，而是非週期性活動主導了他們的腦電圖記錄。
ECT 如何治療憂鬱症
但非週期性活動與憂鬱症有什麼關係呢？
一種長期存在的憂鬱症理論指出，嚴重憂鬱症患者的一種稱為抑制細胞的腦細胞太少。 這些細胞可以打開和關閉其他腦細胞，維持這些打開和關閉狀態的平衡對於健康的大腦功能至關重要。 這種平衡與憂鬱症尤其相關，因為大腦關閉細胞的能力在它如何應對壓力方面發揮著重要作用，這種功能如果不能正常工作，就會使人們特別容易患上憂鬱症。
使用基於細胞類型的電活動的數學模型，我將非週期性活動的增加（就像在 ECT 患者中看到的那樣）與這些抑制性細胞活動的巨大變化聯繫起來。 這種非週期性活動的變化可能會將大腦中關鍵的開關平衡恢復到健康水平。
儘管幾十年來科學家一直在記錄 ECT 患者的腦電圖，但這還是第一次將腦電波與這種特殊的大腦功能障礙聯繫起來。
總而言之，儘管我們的樣本量相對較小，但我們的研究結果表明，ECT 和 MST 可能透過重置非週期性活動和恢復抑制性腦細胞的功能來治療憂鬱症。 進一步的研究可以幫助消除 ECT 的污名，並為憂鬱症治療的研究和開發指明新方向。 聆聽大腦的非音樂背景噪音可以幫助解開其他謎團，例如大腦在老化以及精神分裂症和癲癇等疾病中如何變化。
本文由 The Conversation 重新發布，The Conversation 是一家非營利獨立新聞機構，為您提供事實和分析，幫助您了解我們複雜的世界。
作者：Sydney E. Smith， 加州大學聖地牙哥分校。
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