靶向腹侧囊/腹侧纹状体（VC/VS）的脑深部电刺激（DBS）显示出治疗难治性抑郁症（TRD）的潜力。然而，已发表的VC/VS-DBS治疗TRD的试验结果不相一致，一个可能的解释为其疗效与反应性纤维束和相关脑网络的定位及靶向有关。这一假设部分得到了近期的新提出的理论支持，但到目前为止，已发表的TRD的DBS临床数据集中于手术疗效，与疗效相关的神经通路仍不十分清楚。

理论上说，相比于毁损术式，DBS的受刺激大脑区域以及治疗效果可以通过调整刺激参数来优化。虽然如此，如何进行参数的优化仍缺乏理论与实践的支持。目前，大量研究表明，先进神经影像技术有助于使用人类连接组来确定与神经精神疾病的症状和预后相关的脑连接特网络以及与相关的纤维束，可进一步指导手术的计划与术后程控。这里，我们提出假说：VC/VS-DBS在TRD中的有效性与穿过受刺激区域的神经纤维束及相关连接特性有关，并且刺激依赖性连接图谱可用于预测样本外数据中的个体结果。

本研究探索了与腹侧囊/腹侧纹状体区域DBS治疗TRD临床疗效相关的脑功能和结构连接，并由此计算了刺激依赖的最佳脑连接图谱，构建了连接模型来预测疗效。原文在线发表于2022年12月30日的《JOURNAL OF NEUROLOGY NEUROSURGERY AND PSYCHIATRY》（影响因子/JCR分区：13.654/Q1 TOP）。

第一作者：赖伊杰

通讯作者：孙伯民

作者单位：上海交通大学医学院附属瑞金医院

Lai Y, Dai L, Wang T, et al. Structural and functional correlates of the response to deep brain stimulation at ventral capsule/ventral striatum region for treatment-resistant depression. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry Published Online First: 30 December 2022. doi: 10.1136/jnnp-2022-329702

在使用Lead DBS软件实现DBS电极的定位和相应刺激电场的计算后，使用从GSP项目和HCP项目的影像数据集从计算各体素方向的脑连接分布。本研究应用了先前在帕金森病（PD）和强迫症（OCD）研究中引入的数据驱动方法，以识别与整个样本的临床结果相关的脑连接网络来估计了最佳连通性模型（图1）。由标准影像集所获得的功能/结构连接图谱结合与HAMD-17/MADRS的术后改善构建脑R图，以此反应相应脑连接的最佳模式，随后将功能/结构连接整合入一般线性模型，以预测患者的改善。

图1. 技术路线总览

基于AAL-3分区，临床缓解组的功能连接数值在包括右腹前丘脑（tAV）和左右红核（RedN）在内的中脑团簇及左侧苍白球团簇（PAL）有所增强，而在包括双侧壳核（PUT）、双侧伏隔核（Nacc）、双侧PAL、右侧尾状核（CAU）、右内侧眶上额回（PFCventmed）、双侧内侧额上回（SFGmedial）、双侧胼胝体上扣带回（ACCsup）、双侧前扣带回皮质（ACCpre）的团簇有所减弱；有趣的是，基于该皮层团簇的进一步纤维追踪分析显示，除了皮质丘脑辐射外，它还具有连接至胼胝体下扣带回的纤维束束（图2A）。类似地，在结构连接分析中，缓解组右侧额中回（MFG）团簇的结构连接性增加，其中包括大面积的双侧额叶皮层、左侧辅助运动区（SMA）、双侧ACC和皮质下结构，而在右侧海马旁回（PHG）团簇，以及右侧颞上回（STG）团簇的结构连接减弱（图2B）。

在接下来的分析中，我们确定了与HAMD-17改善相关的神经纤维束。通过响应性纤维追踪，本研究发现了一条从中脑开始，终止于内侧和外侧前额叶皮层，在刺激层面上主要穿过内囊腹侧半部分的纤维束与临床改善正相关（图3）。通过留一法交叉验证，样本外患者的刺激电场与该纤维束的相关程度显著预测了临床改善（图3，p<10-16时R=0.46）。

图3. 刺激的响应性纤维束。

如图1所述，使用标准结构/功能连接组，根据疗效响应数据计算R-图模型（结构和功能R-图），以预测HAMD-17的改善（图4）。图谱和每个样本外全脑连接性指纹之间的相似性显著预测了临床改善（图4左上和右上；p<10-5，R=0.51及p<10-4，R=0.49）。为了测试其在不同抑郁症评分中的表现，本研究根据MADRS评分的改善情况进行了最优图谱构建结构和功能R-图都显示了预测MADRS改善的能力（图4左下和右下）。通过将结构连接性信息组装到GLM模型中，预测结果与HAMD-17评分变化百分比测量的实际改善偏差15.2±11.5%（R=0.51，p<10-5），使用功能连接性信息的预测结果偏差14.4±10.9%（R=0.43，p<0.001）。

结 论

这是第一项从功能和结构角度深入探索VC/VS-DBS对TRD疗效相关的神经连接的研究。它描绘了VC/VS-DBS反应性的额叶-丘脑通路及连接图谱。此外，它还提供了功能和结构证据，以支持VC/VS-DBS和胼胝体扣带回DBS可能作用于共同的脑网络。这项研究有助于以脑网络的角度细化指导VC/VS-DBS参数调整，并为侵入性和非侵入性脑刺激的神经机制提出解释。

赖伊杰 博士

上海交通大学医学院附属瑞金医院

医学博士，上海交通大学医学院附属瑞金医院功能神经外科医师

国际运动障碍病协会姿势异常工作小组青年组员

主持国家自然青年基金项目1项、上海市青年科技英才扬帆计划项目1项

参与发表SCI论文20余篇，总影响因子111.022分

孙伯民 教授

上海交通大学医学院附属瑞金医院

主任医师，医学博士，博士生导师

上海交通大学医学院附属瑞金医院功能神经外科主任，脑机接口与神经调控中心主任

目前担任世界立体定向及功能神经外科学会（WSSFN）副秘书长，亚-澳立体定向功能神经外科学会（AASSFN）执行委员会委员，亚洲癫痫外科学会常务，中国医师学会神经调控专业委员会副主任委员，中国功能神经外科专家委员会副主任委员，中国康复医学会帕金森病与运动障碍专业委员会副主任委员，中华医学会神经外科学会功能神经外科组委员，中国神经科学学会学习记忆基础与临床委员会委员，中华医学会第四届医疗鉴定专家库成员

《中华神经科杂志》通讯编委，《Stereotactic and Functional Neurosurgery Journal》、《中国微侵袭神经外科杂志》、《临床神经外科杂志》编委，《World Neurosurgery》、《Neurosurgery》、《Journal of Neurosurgery》特约审稿人

在世界上首次报告内囊前肢毁损产生脑葡萄糖代谢网络改变（2001）、丘脑底核电刺激治疗肌张力障碍（2003），在国际上首创手术治疗神经性厌食症（2006）并在世界上发表第一篇脑深部电刺激治疗神经厌食症（2012）和第一篇内囊前肢毁损治疗神经性厌食症（2017），并作为唯一的中国神经外科医师参与编著《尤曼斯神经外科》第七版

近年来在Movement Disorders，Biological Psychiatry，Neurosurgery，Journal of Neurosurgery，Parkinson and related disorders等SCI杂志发表论文六十余篇，其中厌食症手术治疗获得Neurosurgery 2019年度功能神外最佳论文称号。主编专著《Neurosurgical Treatments for Psychiatric Disorders》并参编本领域的权威专著《Stereotactic and functional neurosurgery》 、《Operative neuromudulation》 、《Neuromudulation》、 《Youmans & Winn Neurological Surgery》 ，主持多项国家自然科学基金等科研项目

获得第五届人民名医盛典卓越建树奖、上海市科学进步二等奖等荣誉奖项。带领瑞金医院功能神经外科团队每年完成帕金森病、肌张力障碍、癫痫、精神疾病等各种疑难神经精神疾病1000余例，其中脑深部电刺激的植入和精神疾病手术均为世界领先