神經科學：對大腦的電刺激可能緩解強迫行為


眶額皮層為圖中綠色區域。圖片來源：wikipedia
強迫症（Obsessive-compulsive disorder, OCD）的特點是具有重複且能引起焦慮的想法、衝動和欲望，如過度清潔、計數和檢查。強迫症的行為在普通人群中也很常見：一項對美國成年人進行的大樣本研究發現，超過四分之一的人在他們人生中的某個階段經曆過強迫症般的癡迷或衝動。雖然這些人中的大多數都沒有發展成真正的強迫症，但他們的症狀仍然幹擾了日常生活。而發表在《自然·醫學》上的一項新研究表明，這些行為或許能通過用電流刺激大腦來緩解——而無需在顱骨下插入電極。
波士頓大學的神經科學家Robert Reinhart和他的團隊采用了兩條平行的研究路線來進行這項研究。首先，有證據表明，強迫行為可能是由過度學習習慣（這導致過度的重複）和參與獎賞學習的大腦回路異常共同導致的。另一方麵，現有研究也指出高-β/低-γ範圍（也被簡稱為β-γ）內的高頻節律對於決策和從正反饋中學習的重要性。
根據之前觀察的結果，Reinhart教授實驗室的博士生Shrey Grover和團隊中的其他人推測，操縱眶額皮層（orbitofrontal cortex, OFC）——位於大腦前部獎賞網絡中的一個關鍵區域——的β-γ節律可能會擾亂個體反複選擇追求獎賞的能力。研究人員認為，通過這種方式進行幹預或許能減少個體與不良習慣相關的強迫行為。
為了檢驗這一假設，Grover和他的同事進行了兩部分的研究。第一部分旨在確認高頻大腦活動是否真的影響人們從獎賞中學習的能力。他們招募了60名誌願者，先使用腦電圖來確定每個人眶額皮層活躍時β-γ節律的獨特頻率，其中，個體眶額皮層的激活是通過讓其完成一項把符號與金錢輸贏聯係起來的任務來實現的。過去的研究表明，根據個體大腦中的特定節律模式來進行刺激可能會提高程序的有效性。


腦電設備。圖片來源：pixabay
然後，他們將參與者分成三組，讓所有的人都接受“經顱交流電刺激”(transcranial alternating current stimulation, tACS)。這是一種非侵入式的大腦刺激，研究者讓其作用於參與者的眶額皮層，總共持續五天，每天30分鍾。每一組接受的刺激類型都不同：第一組是基於個體不同的β-γ頻率而調整的個性化電流；第二組是“主動”對照組，即一種較低頻率的刺激；第三組則是“被動”對照組，即沒有明顯的電流會作用於他們的大腦。結果，那些接受個性化β-γ刺激的參與者變得不太能夠在基於獎賞的學習任務上做出最佳選擇，而在兩個對照組中沒有觀察到這種變化。
研究者用基於獎賞的學習所對應的計算模型來進一步評估參與者的行為，發現個性化的經顱交流電刺激能夠幹擾學習過程，它讓人們不隻堅持一個選項，而是更可能去嚐試不同的選項——即使這些選項不太可能導致獎勵。
這些結果為研究的第二部分奠定了基礎。在第二部分中，研究團隊著手研究對出現在基於獎賞的學習過程中的β-γ節律的操縱是否會影響強迫行為。他們用另一批誌願者進行了類似的實驗。這64名參與者並沒有被診斷為強迫症，但具有如檢查、囤積和癡迷等相關症狀。參與者要麽接受了個性化的β-γ刺激，要麽接受了主動對照組的處理。結果，接受個性化β-γ刺激組的參與者的強迫行為明顯減少，且持續了長達三個月時間；那些在接受刺激前有更多的強迫症特征的個體表現出的變化也更大。
Grover表示，團隊決定研究有強迫症症狀但沒有得到障礙診斷的人，是因為研究者們看到了越來越多強迫行為從輕微到嚴重的人。且即使沒有臨床診斷為強迫症，這些症狀同樣會造成嚴重的困擾。“通過研究表現出一係列強迫行為的非臨床人群，我們能夠檢驗這種幹預措施的有效性，這可能對更廣泛的人群有幫助，”Grover說。然而，研究結果也表明，“如果我們將這種幹預措施運用到被診斷為強迫症的個人或其他類型的強迫——如賭博障礙、成癮、某種飲食障礙——我們可能會觀察到顯著的效果。”


極其頻繁的洗手是一種強迫行為。圖片來源：wikipedia
劍橋大學認知神經科學教授Trevor Robbins評價道，該研究對強迫行為的長效作用“令人印象非常深刻”，他沒有參與這項研究。他認為，“對於強迫症這樣的病症，神經調節確實是一種應該得到嚴謹研究的治療方法。”
斯坦福大學的精神病學家兼神經科學家Carolyn Rodriguez也沒有參與這項研究。她認為，因為該研究是在沒有得到正式診斷的非臨床人群中進行的，所以研究結果的影響和效用還有待觀察。“從神經生物學上看，非臨床但有強迫行為的人可能與被診斷為強迫症的個體並不相同。”她補充道，“這些發現是一個有趣的開始，但我們需要弄清它與強迫症患者的關聯是什麽。”Rodriguez還指出，目前已經有幾種治療方法可用於治療強迫症，包括藥物，心理治療，還有經食品和藥物管理局批準的設備——這種設備利用經顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation ,TMS），一種使用磁場來刺激大腦的非侵入性方法來進行治療。（Rodriguez目前正在領導一項經顱磁刺激治療強迫症的臨床試驗）。
在過去的許多研究中，已經檢測了經顱交流電刺激對記憶、食物渴望和其他神經過程的潛在治療效果。然而，也有人懷疑這種方法是否切實地在大腦中造成了任何有意義的改變。在這個新的研究中，高頻經顱交流電刺激究竟對大腦做了什麽仍然是未知的。但Grover指出，研究人員的兩個對照組條件，尤其是施加不同頻率刺激的那一組，能夠強有力地證明是高頻刺激造成了他們觀察到的行為效應。
目前，Grover和他的同事們正在進行進一步的實驗以確定這種幹預方式的作用機製。他們也希望在不久的將來能對被診斷為強迫症的臨床人群進行研究。“最近發表的文章隻是朝著深入理解為什麽高頻活動對強迫行為如此重要這一研究方向邁出了第一步，”Grover說，“既然我們現在能觀察到這些症狀的變化，也就是說我們的方法可能真的有臨床效果——也讓我們有更多的理由去嚐試擴展這項研究的結果。”
撰文：戴安娜·權（Diana Kwon），一位自由記者，報道健康和生命科學，居住在柏林。
翻譯：劉思潔
審校：費哲妮
引進來源：科學美國人
引進鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/electrical-brain-stimulation-may-alleviate-obsessive-compulsive-behaviors/
本文來自：環球科學


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