目錄
憂鬱與焦慮背後的腦神經機制差異
你是否曾感到情緒低落、興趣缺缺，或者總是緊張不安、難以放鬆？這些都是憂鬱症和焦慮症的常見症狀，乍看之下似乎是單一的疾病，但實際上，這些症狀背後隱藏著多元且複雜的腦神經機制差異。 每個人的大腦運作模式都略有不同，就像指紋一樣獨特，因此同樣的疾病在不同人身上，可能源於不同的腦迴路功能失調。在2024年發表在Nature上的期刊，就提出來新的分類方式。
精準醫療：為精神疾病治療帶來新希望，rTMS 可望扮演重要角色
傳統的精神疾病診斷方式，如同您所描述，往往依賴患者的主觀描述和醫生的臨床經驗，並根據症狀表現來歸類疾病。然而，這種「一視同仁」的診斷方式，忽略了個體間腦神經機制的差異，導致治療效果因人而異。如同您提到的，研究顯示，超過三分之一的重鬱症患者，以及將近一半的廣泛性焦慮症患者，對第一線治療方法沒有反應。為了改善這個困境，「精準醫療」的概念應運而生。精準醫療強調根據患者的個體差異，例如基因、環境和生活方式，以及腦迴路功能異常的模式，量身打造個人化的治療策略。
腦迴路生物類型化 作為精準醫療在精神疾病領域的具體應用，透過分析大腦活動和功能性連結的差異，將患者歸類到不同的生物類型，有助於實現個人化治療。 發表在《自然醫學》期刊的一項研究，利用功能性磁共振成像技術（fMRI）掃描了 801 位患者和 137 位健康對照組的大腦活動，並結合機器學習中的「聚類分析」，將患者分成了六種腦迴路生物類型，並發現這些生物類型在症狀嚴重程度、行為表現和對藥物或心理治療的反應上，確實存在顯著差異。
這項研究的突破性在於其首創結合「任務狀態」和「靜息狀態」下的腦功能數據，更全面地了解大腦在不同情境下的運作模式。 研究結果顯示，部分生物類型對特定治療方法的反應較佳。 例如，DC+SC+AC+ 類型對整合式行為治療（I-CARE）有較佳的反應，而 AC- 類型則反應較差；CA+ 類型對特定抗憂鬱藥物（venlafaxine）有較佳的反應。
rTMS 作為一種新興的憂鬱症治療方法，也展現出應用於精準醫療的潛力。 rTMS 是一種非侵入性的腦刺激技術，透過將磁脈衝傳遞到大腦特定區域，調節腦細胞的活動。 研究顯示，rTMS 能有效改善重鬱症患者的情緒、睡眠和認知功能，並且副作用相對較少 。 未來，可以進一步探討不同腦迴路生物類型對 rTMS 治療的反應差異，開發更精準的治療方案。
藉由精準醫療，我們可以更有效地針對不同病因提供最適切的治療，提高治療成功率，並減少嘗試錯誤的過程。 儘管這項研究取得了突破性的進展，但仍需要更大規模的研究來驗證這些生物類型的穩定性和普遍性，並進一步探討其與其他精神疾病的關係。 相信隨著科學研究的進步，腦迴路生物類型化將為憂鬱症和焦慮症的精準治療帶來革命性的改變，讓更多患者受惠於個人化的治療方案。
腦迴路生物類型化：解開憂鬱與焦慮的腦神經密碼
為了實現精準醫療的目標，科學家開始探索如何根據大腦的運作模式來區分憂鬱症和焦慮症的亞型，這就是「腦迴路生物類型化」的概念。簡單來說，腦迴路生物類型化就像是大腦的「分類帽」，利用功能性磁共振成像技術（fMRI）掃描大腦活動，並結合機器學習中的「聚類分析」，將擁有相似腦迴路功能的人們歸類在一起，形成不同的生物類型。
這篇發表在《自然醫學》期刊的論文，正是基於這個概念，試圖找出隱藏在憂鬱症和焦慮症背後的腦迴路密碼。 研究團隊招募了 801 位患有憂鬱症或焦慮症的參與者，以及 137 位健康對照組，利用標準化的 fMRI 掃描程序，測量了他們在執行特定任務和休息狀態下的大腦活動。
不同於以往大多數研究只關注「靜息狀態」下的腦功能，這項研究更進一步，結合了「任務狀態」和「靜息狀態」下的腦功能數據，以更全面地了解大腦在不同情境下的運作模式。 研究團隊根據參與者在六個關鍵腦迴路（預設模式、顯著性、注意力、負面情緒、正面情緒和認知控制迴路）的活動和連結差異，將他們分成了六種腦迴路生物類型。
常見的腦迴路
腦迴路：
- D： 預設模式迴路（Default Mode）: 這個迴路在人們處於休息狀態、思考自身或回憶過去時最活躍。相關腦區: 後扣帶皮層 (Posterior Cingulate Cortex, PCC)、楔前葉 (Precuneus)、內側前額葉皮質 (Medial Prefrontal Cortex, mPFC)、角迴 (Angular Gyrus, AG)
- S： 顯著性迴路（Salience）: 這個迴路負責監測環境中的重要訊息，並決定哪些訊息需要引起我們的注意。相關腦區: 前島葉 (Anterior Insula, aI)、背側前扣帶皮層 (dorsal Anterior Cingulate Cortex, dACC)
- A： 注意力迴路（Attention）: 這個迴路幫助我們集中注意力在特定任務或訊息上，並忽略其他干擾。相關腦區: 背外側前額葉皮質 (Dorsolateral Prefrontal Cortex, DLPFC)、頂葉皮層 (Parietal Cortex)
- NS： 因悲傷刺激而引發的負面影響迴路（Negative affect circuit evoked by Sad stimuli）: 這個迴路在人們經歷悲傷情緒時會被激活。相關腦區: 杏仁核 (Amygdala)、前島葉 (Anterior Insula, aI)、腹內側前額葉皮質 (Ventromedial Prefrontal Cortex, vmPFC)、膝下前扣帶皮層 (Subgenual Anterior Cingulate Cortex, sgACC)
- NTC： 因有意識威脅刺激而引發的負面影響迴路（Negative affect circuit evoked by conscious Threat stimuli）: 當人們意識到潛在威脅時，這個迴路會被激活。
- NTN： 因無意識威脅刺激而引發的負面影響迴路（Negative affect circuit evoked by nonconscious Threat stimuli）: 即使人們沒有意識到潛在威脅，這個迴路也可能被激活。
- PA： 正面影響迴路（Positive Affect）: 這個迴路在人們經歷快樂、獎勵和其他積極情緒時會被激活。相關腦區: 腹側紋狀體 (Ventral Striatum)、腹內側前額葉皮質 (Ventromedial Prefrontal Cortex, vmPFC)、眶額葉皮質 (Orbitofrontal Cortex, OFC)
- C： 認知控制迴路（Cognitive）: 這個迴路幫助我們計劃、控制衝動和做出決策。相關腦區: 背外側前額葉皮質 (Dorsolateral Prefrontal Cortex, DLPFC)、前扣帶皮層 (Anterior Cingulate Cortex, ACC)、頂葉皮層 (Parietal Cortex)
符號含義:
- +: 表示該迴路的活動或連結性相對於健康對照組增強。
- −: 表示該迴路的活動或連結性相對於健康對照組減弱。
- x: 表示該迴路的活動或連結性與健康對照組沒有顯著差異
六種腦迴路生物類型的區分方式
根據上述標準，研究區分出這六種類型：
1.預設模式迴路 (D)、顯著性迴路 (S) 和注意力迴路 (A) 的內在連結性差異:
DC+SC+AC+ 生物類型 (n=169) 的特徵是在這三個迴路中都具有較高的內在連結性
AC− 生物類型 (n=161) 的特徵是注意力迴路的內在連結性相對較低
其餘四種生物類型在這些迴路的內在連結性方面則沒有顯著差異
2. 情緒處理過程中，負面影響迴路 (NS、NTC、NTN) 和正面影響迴路 (P) 的活動差異:
NSA+PA+ 生物類型 (n=154) 的特徵是在意識到情緒時，因悲傷刺激而引發的負面影響迴路 (NS) 和正面影響迴路 (P) 的活動都增強
其他五種生物類型在情緒處理過程中，這些迴路的活動則沒有顯著差異
3. 認知控制迴路 (C) 在抑制「不執行」刺激期間的活動差異:
CA+ 生物類型 (n=258) 的特徵是在抑制「不執行」刺激期間，認知控制迴路 (C) 的活動增加
NTCC-CA− 生物類型 (n=15) 的特徵是在抑制「不執行」刺激期間，認知控制迴路 (C) 的活動降低
其他四種生物類型在認知控制方面的表現則沒有顯著差異
4.負面影響迴路 (NTC) 在有意識地處理威脅面孔期間的功能性連結性差異:
NTCC-CA− 生物類型 (n=15) 的特徵是負面影響迴路 (NTC) 的功能性連結性降低
其他五種生物類型在處理威脅面孔時的表現則沒有顯著差異
5.相對於其他生物類型或健康常模的迴路功能障礙程度:
DXSXAXNXPXCX 生物類型 (n=44) 相較於其他生物類型或健康常模，沒有因嚴重的迴路功能障礙而有所區別
其他五種生物類型則表現出與健康常模相比，特定迴路功能存在顯著差異
研究方法與發現
任務狀態: 讓參與者執行特定任務，例如觀看不同情緒表情的臉孔或進行需要抑制衝動的認知測驗，以觀察大腦在處理特定資訊時的活動模式
靜息狀態: 讓參與者放鬆休息，不去做任何特定的事情，以觀察大腦在沒有外在刺激下的自發性活動模式
接著，研究團隊利用機器學習中的「聚類分析」，根據參與者在六個關鍵腦迴路（預設模式、顯著性、注意力、負面情緒、正面情緒和認知控制迴路）的功能性連結和活動差異，將他們分成了六種腦迴路生物類型
六種腦迴路生物類型及其臨床特徵:
- DC+SC+AC+ 類型 (n=169)：預設模式、顯著性和注意力迴路都呈現過度連結的狀態，在行為表現上，辨識悲傷表情的速度較慢、執行功能任務錯誤率較高、持續注意力測驗的反應速度較慢，但認知控制任務的錯誤率較低。 此外，相較於其他生物類型，DC+SC+AC+ 類型對整合式行為減重治療（I-CARE）有較佳的反應
- AC- 類型 (n=161)：注意力迴路連結不足，在臨床量表上，緊張程度較低、認知失控程度較低，在行為表現上，對目標刺激的反應速度較快，但在持續注意力測驗中出現較多的錯誤，對隱含威脅刺激的反應速度也較快。 此外，相較於其他生物類型，AC- 類型對整合式行為減重治療（I-CARE）的反應較差
- NSA+PA+ 類型 (n=154)：處理負面情緒（特別是悲傷）和正面情緒的腦區都過度活化，在臨床量表上，快感缺乏和沉思程度較高
- CA+ 類型 (n=258)：認知控制腦區過度活化，在臨床量表上，快感缺乏、焦慮激發、負面偏誤和威脅失調程度較高，在行為表現上，執行功能任務的錯誤率和完成時間較多，認知控制任務的錯誤率較高，持續注意力測驗的遺漏錯誤較多。 此外，相較於其他生物類型，CA+ 類型對特定抗憂鬱藥物（venlafaxine）有較佳的反應
- NTCC-CA- 類型 (n=15)：認知控制腦區活動降低，同時在意識到威脅時，負面情緒迴路的連結性也降低，在臨床量表上，沉思程度較低，在行為表現上，對隱含的悲傷表情反應速度較快
- DXSXAXNXPXCX 類型 (n=44)：在研究中未發現顯著的腦迴路功能異常，在行為表現上，對隱含威脅的啟動效應反應速度較慢
這六種腦迴路生物類型在症狀嚴重程度、行為表現和治療反應上，確實存在顯著差異。 這些發現支持了以「腦迴路生物類型化」為基礎的精準醫療模式，並強調了針對不同腦迴路功能異常的亞型，提供個人化治療方案的重要性
個人化醫療的未來
除了藥物治療和心理治療，重複經顱磁刺激（rTMS）也是近年來新興的憂鬱症治療方法，並且展現出良好的潛力。 rTMS 是一種非侵入性的腦刺激技術，透過將磁脈衝傳遞到大腦特定區域，調節腦細胞的活動。 研究顯示，rTMS 能有效改善重鬱症患者的情緒、睡眠和認知功能，並且副作用相對較少。 未來，可以進一步探討不同腦迴路生物類型對 rTMS 治療的反應差異，開發更精準的治療方案