用脑电图预测精神和心理疾病

利用脑电图和测量大脑中细胞活动的相关技术，由BBRF资助的研究人员在预测包括精神病和自闭症谱系障碍在内的多种精神病发生的可能性方面取得了令人印象深刻的进展。这项技术显示可能有希望对重度抑郁症患者找到治疗方法，还被用作发现精神分裂症和创伤后应激障碍潜在病理学的工具。

现代的高灵敏度脑电图通常要求受试者戴上一顶饰有电极的帽子，这些电极被连接在一起形成密集的阵列，可以在几分钟内完成检查。脑电图反映了相对靠近头皮的神经元激活，这意味着大脑皮层的数十亿神经元都在其检测范围内。在外行看来，脑电图的读数看起来像是一排整齐堆叠的歪歪扭扭的线的集合。这些行中的每一行都记录了特定“带”中的神经元活动，不同的带对应于不同的神经振荡速度。这些振荡的范围从非常慢（每秒1-3次振荡）到非常快（每秒最多100次振荡）。不同的带用希腊字母表中的字母表示。通常在睡眠期间产生的德尔塔波是最慢的；伽马波是最快的，它反映了涉及意识和感知的大脑操作。

脑电图预测自闭症

导致自闭症症状的大脑机制仍知之甚少。然而，这些机制的某些生物学相关性已经引起了研究人员的注意。其中之一是脑电波的差异与生命前3年出现的自闭症病理之间的关系。美国哈佛医学院和波士顿儿童医院的2017年阮恩奖得主Charles a.Nelson博士和2016年BBRF青年研究员April R.Levin医学博士领导的一个团队表示，通过脑电图技术检测到自闭症儿童脑电波差异是“自闭症谱系障碍病理生理学的核心特征”之一。

2019年12月的《自然通讯》发表了他们的研究结果。他们招募了102名高危婴儿，即有一个或多个哥哥姐姐被诊断为自闭症谱系障碍的儿童。据估计，这类高危儿童患自闭症的几率为五分之一，比普通人群高出约10倍。这些儿童中有31人最终发展为自闭症，比较这项儿童和69名家庭自闭症风险较低的儿童的脑电图模式进行比较。研究组每隔几个月进行一次脑电图检查，从出生后3个月开始，到36个月结束评估。研究小组发现，在3岁时被诊断为自闭症谱系障碍的儿童中，脑电图的差异不仅可以检测到，而且在出生的第一年最明显。这种早期出现的“信号”尤其出现在慢振荡的德尔塔波和高振荡的伽马波中。他们的研究结果表明出生第一年的脑电图最能预测未来自闭症的结果。人们普遍认为，这些儿童越早被发现，他们接受护理的机会就越大，这可能会将疾病的影响降至最低。这项研究告诉我们，脑电图可能有助于预测谁可能会发展成自闭症，最终可能开发出某种临床相关的生物标志物。研究人员建议在2个月或4个月的儿科医生健康检查，除了接种疫苗外，他们还将接受脑电图或类似检查，以了解他们患自闭症的风险。”

研究人员提出，脑电图信号需要通过实验复制和优化，对未来的自闭症诊断具有高度的特异性，并且足够敏感，可以最大限度地减少产生假阳性和假阴性的机会。哈佛医学院的研究人员正在考虑为儿科医生办公室配备脑电图检测设备，为非常年幼的儿童提供脑电图测试，以及如何实现现场进行分析的软件。

脑电图预测抗抑郁反应

使用脑电图的研究人员朝着基于客观生物学的标志物迈出了重要一步，这些标志物是抑郁症治疗决策的基础。

美国斯坦福大学和德克萨斯大学的研究人员使用脑电图发现抑郁症患者有一种脑电波特征，使他们能够成功地预测抑郁症患者是否对抗抑郁药舍曲林（左洛复）有没有反应。这项特征还使他们能够将舍曲林的“反应者”与其他对不同形式的抗抑郁治疗有反应的患者进行比较和区分。该团队使用了静息状态脑电图，该脑电图测量个体不从事特定任务时的脑电波。与反应较差的人相比，对药物的反应与前额叶皮层的兴奋性相关。兴奋性越高，治疗反应约好。他们还对舍曲林有反应者与重复经颅刺激脑刺激治疗的反应者进行了有趣的观察。看到了相反的相关性：对两种重复经颅刺激方案中的一种有反应的个体不太可能是舍曲林应答者，反之亦然。

关于潜在的预测性脑电图特征，一个仍有待回答的重要问题是，它是否对舍曲林或包括舍曲林在内的更大一类SSRI抗抑郁药物具有特异性，或者它是否在预测对其他抗抑郁疗法（包括电休克疗法（ECT）和心理治疗）的反应方面具有更广泛的适用性。

脑电图预测精神病

长期以来，预测哪些被认为有患精神病高风险的人实际上会继续患精神病，从而有可能进行早期或预防性治疗，一直是神经心理学研究的目标之一。挑战在于：只有22%临床高危人群会在4年内患上精神病。

高风险个体包括那些有精神病家族史的人，因为很大一部分风险被认为是遗传的。其他因素包括医生所说的“亚阈值症状”的出现，这可能包括短暂的思维扭曲、偏执、妄想或幻觉。高危人群的社交能力也可能下降。

德国柏林Charité大学的研究人员在2020年《美国医学会杂志精神病学》上发表的一篇论文中报告，大脑视觉皮层高频振荡的时间是首次精神病临床高风险个体“首次出现的损伤”，脑电波振荡的其他特征可能预测未来的临床进程。该团队招募了232名参与者，其中大多数年龄在十几岁或二十几岁：119人符合精神病临床高危（CHR）标准；38人不符合这些标准，但被诊断为非精神病性精神障碍；26例出现首发精神病（FEP）；49人为健康对照组。所有患者均在3年内定期接受评估。在基线时，所有人都被要求在计算机上执行一项任务，该任务要求他们按下按钮以响应屏幕上的视觉刺激，持续时间从¾秒到3秒不等。使用脑磁图监测他们的脑电波。脑磁图在识别大脑中产生其检测到的波的位置方面比脑电图更好。研究发现视觉皮层神经活动产生的脑电波的特定异常与首发精神病、精神分裂症以及在某些方面发展为首发精神病的高危人群的认知缺陷有关。

在首发精神病和高风险人群中，视觉皮层在两个高频带——伽马波（每秒100次振荡）和β波（每秒40次振荡）——产生的波形的“同步性”明显不一致。这种不一致性存在于有精神病前期症状的人身上。在首发精神病参与者和精神病高危人群中，大脑前部和包含视觉皮层的枕叶区域之间的连接受损；与高危参与者相比，那些已经有过第一次精神病发作的参与者在枕叶发出的高频伽马波中显示出功率降低。这项研究的另一个重要发现是，那些在视觉处理测试中不同“运行”之间某些波形模式的变异性增加的精神病高危人群，会出现更持久的精神病“亚阈值”症状。这表明他们的临床程序较差，发展为第一次精神病发作的可能性增加，可能还会出现精神分裂症。视觉皮层高频振荡受损是电路功能障碍的一个重要方面，这可能构成新发精神病临床分期的生物标志物。

丁文京博士简介

运动生理学与临床营养专家

纳美福健康管理创始人美国波士顿大学科学博士。

美国农业部人类抗衰老营养研究中心博士后副研究员。

北美医学基金会和北美医学教育基金会会长。

致力于向中国引进国际先进的医学技术和为中国培养医学和大健康人才。

1982年毕业于首都医科大学临床医疗专业。1985年北京体育大学运动生理专业硕士，1987年到美国波士顿大学攻读博士，获得博士学位。先后在美国哈佛大学医学院附属研究所从事神经发育研究和在美国农业部设在Tufts大学的“美国农业部人类抗衰老营养研究中心”做博士后副研究员，从事抗衰老研究工作，并首次发现运动对骨骼肌间充质干细胞的激活和骨骼肌重塑。丁文京博士是北美医学基金会和北美医学教育基金会主要创始人。先后向中国引进了十余项欧美先进的医学技术，广泛应用于多个医学领域。促成多项中国和国际间的医学合作，参与设计多项国际多中心临床医学研究课题。近年来丁文京博士聚焦肠道微生态紊乱与疾病关系的推广，取得丰硕成果。有四十余项专利，其中有多项与肠道微生态应用的专利，并有十余部关于肠道微生态的学术专著和科普书籍。丁文京博士创立的“纳美福心理训练项目”根据生理心理学基本原理，集肠脑轴和多项声光电技术，将探寻心理障碍病因和训练结合重建心理健康。

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