Gehirnscans könnten helfen, vorherzusagen, ob Antidepressiva wirken werden
Wissenschaftler haben lange versucht herauszufinden, warum manche Menschen nicht auf Antidepressiva reagieren. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass es möglich sein könnte, vorherzusagen, wie gut eine Person mit Depressionen auf Medikamente reagiert, indem sie Scans ihres Gehirns analysiert. Die Forschung enthält ein Beispiel dafür, wie künstliche Intelligenz (KI) die Analyse unterstützen kann.
Die neue Forschung kommt in Form von zwei aktuellen Studien, eine, die in der American Journal of Psychiatry und der andere in Natur Menschliches Verhalten.
Die Studien enthüllen die neuesten Ergebnisse einer klinischen Studie in den USA mit dem Titel Etablierung von Moderatoren und Biosignaturen für das Ansprechen von Antidepressiva in der klinischen Versorgung (EMBARC).
EMBARC zielt darauf ab, objektive Tests aus der Patientenbiologie einzurichten, um die Auswahl von Behandlungen für Stimmungsstörungen zu erleichtern und das Ausprobieren von Medikamenten zu reduzieren.
Dr. Madhukar H. Trivedi, Professor an der Abteilung für Psychiatrie des Southwestern Medical Center der Universität von Texas (UT) in Dallas, überwacht den Prozess. Er ist auch der leitende Autor der beiden jüngsten Arbeiten.
"Wir müssen das Ratespiel beenden und objektive Maßnahmen finden, um Interventionen zu verschreiben, die funktionieren", sagte Dr. Trivedi, der auch Gründungsdirektor des Zentrums für Depressionsforschung und klinische Versorgung an der UT Southwestern ist.
"Menschen mit Depressionen leiden bereits unter Hoffnungslosigkeit", fügt er hinzu, "und das Problem kann sich verschlimmern, wenn sie ein Medikament einnehmen, das unwirksam ist."
Ein Hauptgrund für die Einrichtung von EMBARC war, dass eine frühere Studie, die Dr. Trivedi durchgeführt hatte, ergeben hatte, dass fast zwei Drittel der Menschen nicht angemessen auf ihre ersten Depressionsmedikamente ansprechen.
Steigen Sie in der Zahl der Menschen mit Depressionen
Die meisten Menschen haben Momente der Traurigkeit oder des Gefühls, die tagelang anhalten können, insbesondere nach belastenden Ereignissen. Depression ist jedoch eine psychiatrische Erkrankung, bei der diese und andere Symptome schwerwiegender sind und nicht verschwinden.
Zu den Symptomen einer Depression gehören anhaltende Gefühle von Traurigkeit und Hoffnungslosigkeit sowie der Verlust des Interesses an Aktivitäten, die einst Spaß machten.
Es können auch andere Symptome auftreten, wie Reizbarkeit, Angstzustände, Müdigkeit, Unruhe und Schwierigkeiten bei der Entscheidungsfindung und Konzentration.
Keine zwei Personen mit Depressionen werden notwendigerweise die gleichen Symptome haben, und selbst wenn dies der Fall ist, bedeutet dies nicht, dass eine Behandlung, die für die eine wirkt, für die andere wirkt.
Laut der gemeinnützigen Organisation Our World in Data ist die Zahl der Menschen mit Depressionen weltweit von fast 170 Millionen im Jahr 1990 auf fast 265 Millionen im Jahr 2017 gestiegen, wobei Frauen häufiger mit Depressionen leben als Männer.
Dr. Trivedi und Kollegen starteten 2012 die 16-wöchige EMBARC-Studie. Sie wurde an vier Standorten in den USA durchgeführt und untersuchte insgesamt 296 Menschen mit Major Depression.
Die Teilnehmer wurden verschiedenen MRT-Gehirnscans unterzogen, gaben Blut für DNA- und andere Tests und führten Umfragen durch, um ihre Symptome zu bewerten. Es lagen Daten von Teilnehmern vor, denen die Forscher nach dem Zufallsprinzip zugewiesen hatten, 8 Wochen lang entweder ein Antidepressivum oder ein Placebo zu erhalten.
Verwenden von Gehirnscans zur Unterstützung der Vorhersage
Die Forscher verwendeten die Ergebnisse der MRT-Scans, um die Gehirnstruktur und die Gehirnaktivität zu untersuchen. Sie verglichen die bildgebende Analyse derjenigen, die das Antidepressivum Sertralin einnahmen, mit denen, die das Placebo einnahmen. Sie verglichen die Ergebnisse auch mit Menschen ohne Depression, die als Kontrollen dienten.
Sie fanden einige deutliche Unterschiede im Gehirn zwischen der Medikamenten- und der Placebo-Gruppe, die damit korrelierten, ob sich ihre Symptome innerhalb der 8 Wochen nach der Einnahme wahrscheinlich besserten.
Das American Journal of Psychiatry Die Studie konzentrierte sich auf die „funktionelle Konnektivität zwischen Gehirnregionen“, während sich das Gehirn in einem „Ruhezustand“ befindet.
Diese Ergebnisse zeigten, dass Muster der funktionellen Konnektivität sowohl innerhalb als auch zwischen Regionen „eine wichtige Rolle bei der Identifizierung einer günstigen Reaktion auf eine medikamentöse Behandlung bei Depressionen zu spielen scheinen“.
Dr. Trivedi erklärt, dass die Betrachtung der Bildgebungsergebnisse des Gehirns in verschiedenen Zuständen ein genaueres Bild davon liefern könnte, wie sich Depressionen auf eine bestimmte Person auswirken.
Bei einigen Personen mit Depressionen könnten die Ergebnisse von Ruhezustands-Scans ein nützlicherer Prädiktor für den Medikationserfolg sein als Scans, bei denen das Gehirn aktiv ist, beispielsweise während der emotionalen Verarbeitung. In anderen Fällen könnte es umgekehrt sein, erklärt er.
Gehirnanalyse während der emotionalen Verarbeitung
In dem Natur Menschliches Verhalten In dieser Studie konzentrierten sich die Forscher auf die Abbildung der Ergebnisse der Gehirnaktivität während der emotionalen Verarbeitung. Die von ihnen verwendeten Scans stammten aus funktionellen MRT-Scans, die die Teilnehmer durchliefen, als sie eine Aufgabe erledigten, bei der sie emotionale Konflikte verarbeiten mussten.
Um die Aufgabe abzuschließen, betrachteten die Teilnehmer Fotos von menschlichen Gesichtern, die verschiedene Emotionen zeigten. Zu jedem Bild gehörte ein Wort oder eine Phrase, die eine bestimmte Emotion beschrieb.
Manchmal beschrieb der Wortlaut nicht die Emotion, sondern eine völlig andere. Das Wort „glücklich“ könnte zum Beispiel ein Gesicht begleiten, das Angst zeigt. Die Teilnehmer mussten das Wort lesen, bevor sie das nächste Bild auswählten.
Mithilfe einer Art von KI, die als maschinelles Lernen bezeichnet wird, stellten die Forscher fest, dass es bestimmte Gehirnregionen gibt, mit denen sich vorhersagen lässt, ob Menschen von der Einnahme von Sertralin profitieren könnten.
Die AI-gestützte Analyse ergab, dass diejenigen Teilnehmer, deren Gehirnmuster sich während der emotionalen Verarbeitung am stärksten von denen von Menschen ohne schwere Depression unterschieden, während einer 8-wöchigen Sertralin-Behandlung am wahrscheinlichsten keine Symptomverbesserungen zeigten.
Dr. Trivedi schlägt vor, dass wahrscheinlich eine Kombination aus Blutuntersuchungen und Analysen von Gehirnscans erforderlich sein wird, um die Chance zu maximieren, zu Beginn das richtige Antidepressivum auszuwählen.
„Depression ist eine komplexe Krankheit, die Menschen auf unterschiedliche Weise betrifft. Ähnlich wie die Technologie uns durch Fingerabdrücke und Gesichts-Scans identifizieren kann, zeigen diese Studien, dass wir mithilfe der Bildgebung bestimmte Signaturen von Depressionen bei Menschen identifizieren können. “
Dr. Madhukar H. Trivedi
