这项新研究于2018年11月8日发表在《细胞》杂志上，由美国国防高级研究计划局基于系统的新兴治疗神经技术项目资助。这一多机构合作项目于2014年在白宫BRAIN项目的支持下启动，旨在加强对神经精神疾病(如抑郁症和焦虑症)脑回路的了解，并开发治疗这些致残性脑部疾病的新技术。
“值得注意的是，我们可以直接从大脑中看到人类情绪的真实神经矩阵，”Chang说。“这些发现对于我们理解某些大脑区域如何导致情绪障碍具有科学意义，但对于识别可用于治疗这些疾病的新技术的生物标志物具有实际意义，这是我们SUBNETS工作的主要优先事项。”研究人员招募了21名癫痫患者，他们将40至70个电极植入大脑表面和大脑深层结构，作为手术标准准备的一部分，以移除导致癫痫发作的脑组织。研究人员记录了这些患者在7到10天内广泛的大脑活动，特别关注了一些以前与情绪调节有关的大脑深层结构。同时，患者通过平板电脑软件定期记录自己的情绪。
然后，研究人员使用计算算法将大脑活动模式与患者报告的情绪变化相匹配。这些新算法是由第一作者、索哈尔实验室博士后研究员洛瑞柯克比博士和旧金山加州大学神经科学研究生项目的近期校友弗朗西斯科洛恩戈博士共同开发的。为了避免一开始偏向他们的分析，团队没有立即检查情绪调查。相反，他们首先分析了每个参与者大脑活动的长期记录，以确定所谓的内在一致性网络(ICN)。ICN是一组大脑区域，其活动模式以共同的频率一起波动(就像大学乐队的成员一样，步调一致)。这种同步被用作大脑区域的线索，这些区域以潜在的重要方式相互交流。
然后，为了比较所有21名参与者的独特大脑和不同电极放置的结果，研究人员将每个受试者的ICN映射到神经连接图。这些比较受试者网络活动的标准化记录揭示了几个“组”——以特定频率重复同步的大脑区域组，因此可能代表功能性大脑网络。其中一个小组在13名研究参与者中非常活跃和协调，他们在研究开始前的基线焦虑心理评估中得分也很高。在这些相同的个体中，大脑网络活动的这种变化也与抑郁症或抑郁症的日常发作高度相关。这种情绪相关网络的特征是海马和杏仁核中所谓的波同步振荡——每秒13到30个周期——这两个大脑深层区域分别与记忆和负面情绪相关。
索哈尔说，研究小组最初对这一发现的明确性感到惊讶。索哈尔说：“我们惊讶地发现，一个信号几乎可以完全解释这么多人的抑郁。”“找到如此强大的信息生物标志物，不仅是我们在项目现阶段所期待的。”令人惊讶的是，杏仁核和海马体中的情绪波之间的这种强烈联系在其他八名研究参与者中根本没有出现，他们都有相对较低的预先存在的焦虑，这表明人们担心容易焦虑的人的大脑可能如何处理与他人的情绪情况。
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