重复经颅磁刺激对抑郁症病人认知功能影响的研究进展
2023-11-15张淑婷沈悦娣刘兆宇
张淑婷,沈悦娣,刘兆宇
·科研综述·
重复经颅磁刺激对抑郁症病人认知功能影响的研究进展
张淑婷,沈悦娣*,刘兆宇
杭州师范大学,浙江 311121
综述重复经颅磁刺激(rTMS)对抑郁症病人认知功能影响的相关研究,指出未来的研究应更深入了解rTMS治疗的作用机制,评估新的刺激模式,刺激参数的安全性、耐受性和有效性,并促进建立个性化rTMS治疗方案,提高抑郁症病人的反应和缓解率,改善认知功能。
抑郁症;重复经颅磁刺激;认知功能;作用机制;综述
抑郁症是可以出现在任何年龄段的一项主要公共卫生挑战[1],因个体差异性较大,其临床表现呈现出多样化的特点。认知功能损害,尤其是影响执行功能和注意力的领域,是抑郁症的核心特征[2]。其不同于日常生活中面对挑战时出现的情绪波动和短暂的情绪反应,在情感症状缓解后仍然存在,是心理社会功能的重要预测因素[3]。持续的认知障碍可能会导致抑郁症状已缓解的病人出现生活质量和心理社会功能的下降[4]。因此,改善抑郁症病人的认知功能,对于抑郁症病人的治疗非常重要。重复经颅磁刺激 (repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS) 是治疗重度抑郁症 (major depressive disorder,MDD) 的一种安全、无创的神经调节疗法,其能够在短时间内刺激神经元,影响被刺激部位的功能性神经网络[5]。自美国食品药品监督管理局(FDA)批准以来,rTMS已在世界范围内广泛应用于抑郁症病人的临床治疗中[6]。初步的证据表明,rTMS可以改善抑郁症病人的认知功能,包括言语记忆[7⁃8]、注意力[9]和执行功能[10]。但由于大多数研究的开放性和认知功能评估的有限性,rTMS对抑郁症病人认知功能的影响尚不完全清楚,还需要进一步探讨,故对相关研究进行综述。
1 抑郁症病人的认知功能障碍
抑郁症病人的认知症状普遍存在,且与较早的疾病发作和较长的发作持续时间有关,会对治疗过程以及抑郁症病人的功能恢复产生不利影响[11]。认知是一个复杂的过程,可以分解为多个领域,其中与抑郁症最相关的领域包括注意力、言语记忆、执行功能和精神运动处理。在一项早期的研究中,研究者对已知患有焦虑、抑郁和双相情感障碍的病人进行了全面的神经认知评估,结果发现,在所有被诊断为单相抑郁症的病人中,40%的抑郁症病人存在严重的注意力、记忆力和执行功能障碍[12]。一项关于抑郁症病人认知障碍的Meta分析也显示,与健康对照组比较,抑郁症病人在注意力、记忆力和执行功能方面存在中度认知缺陷,即使是在抑郁症缓解期,认知功能障碍也将持续存在[13]。此外,抑郁症的严重程度和认知功能与社会心理功能显著相关。Fried等[14]采用工作和社会适应量表(WSAS)评估了抑郁症病人个体抑郁症状与功能损害程度之间的关系,发现认知障碍会对抑郁症病人的社会功能造成严重影响,尤其是注意力方面。因此,认知障碍的识别和治疗对抑郁症病人抑郁症状的改善和社会功能的恢复具有重要作用。
2 rTMS对抑郁症病人认知功能的影响
作用于左背外侧前额叶皮层(DLPFC)的rTMS已被证明是治疗重度抑郁症的一种安全、有效的治疗方案[15]。根据认知控制理论,DLPFC的神经回路是认知控制的功能基础,也是抑郁症病人治疗的主要靶点[16]。DLPFC在言语记忆、执行功能和注意力等认知功能中发挥着重要作用[17]。初步的研究表明,左侧DLPFC的高频rTMS可用于增强重度抑郁症病人的认知能力[18]。因此,对rTMS治疗后抑郁症病人认知功能的变化涉及多个认知领域,包括总体认知功能、注意力、言语记忆、学习记忆、执行功能、处理速度以及视觉空间记忆。
2.1 注意力
抑郁症病人在注意力领域存在持久的认知障碍,主要表现为注意力集中困难和负性情绪注意偏倚。有研究表明,rTMS治疗可以改善青少年和成年重度抑郁症病人的注意力[19]。Van Derhasselt等[20]对15例难治性抑郁症(treatment resistant depression,TRD)病人在左侧DLPFC进行了2周的高频rTMS治疗,结果发现,53%的难治性抑郁症病人抑郁症状得到改善,且在反应者群体中,注意力控制得到了提高。Levkovitz等[21]对65例抑郁症病人进行了4周的高频深部经颅磁刺激,并使用剑桥自动化成套神经心理测试(CANTAB)评估受试者的注意力,发现使用H型线圈对单侧前额叶进行刺激,可明显提高病人快速视觉处理测试的得分。但在Ullrich等[22]的研究中,并没有发现在DLPFC应用高频或低频rTMS带来的注意力增强。此外,Kavanaugh等[23]使用研究性双线圈rTMS装置检查了高频深部经颅磁刺激对重度抑郁症病人注意力的影响,但未观察到注意力的改善。上述研究表明,rTMS可用于增强抑郁症病人的注意力,但由于线圈类型、刺激方案和认知任务的不同,研究结果也有差异。因此,rTMS对抑郁症病人注意力的作用还需进一步研究。
2.2 记忆力
抑郁症病人记忆障碍的主要特征是瞬时或短时记忆力明显下降,而rTMS可能是改善重度抑郁症病人记忆力的一种有效治疗方式。在一项早期的研究中,30例难治性抑郁症病人接受了10次DLPFC高频rTMS治疗,并在治疗后接受了客观和主观认知障碍的评估,结果发现,治疗后受试者的认知功能保持不变或有所改善,并且发现了长期记忆回忆和识别的改善[24]。Wall等[19]对14例青少年抑郁症病人进行了左侧DLPFC区域的30次高频rTMS(10 Hz)治疗,研究结果表明,rTMS对青少年的神经认知功能没有负面影响,并且对受试者的言语记忆和学习能力有改善作用。Fitzgerald等[25]在一项针对27例难治性抑郁症病人的随机双盲研究中也报告了言语记忆和言语流畅性的显著改善,且与受试者接受的rTMS类型无关。此外,有研究使用了一项非劣效性临床试验的数据,并对47例难治性抑郁症病人进行了认知测试,结果发现,rTMS可以选择性地改善难治性抑郁症病人的言语记忆,并与抑郁症状的改善呈正相关[26]。因此,rTMS可能对改善抑郁症病人的记忆力有积极作用,未来可以进行更大规模的研究,进一步明确rTMS对抑郁症病人记忆力的影响。
2.3 执行功能
执行功能由一系列认知过程组成,包括制定计划和目标以及有效执行的能力。抑郁症病人普遍存在执行功能障碍,而rTMS治疗可以改善病人的执行功能[10]。Martis等[27]对15例难治性抑郁症病人进行了认知功能测试,并报告了在rTMS治疗期间,受试者执行功能、运动速度和记忆的改善。但研究者指出,在rTMS治疗期间观察到的几个认知领域的明显改善不能用情绪的改善来解释。Tong等[28]针对120例重度抑郁症病人进行了一项随机、假对照、双盲试验,并使用威斯康星卡片分类测试(WCST)对执行功能进行评估,结果表明,rTMS可以改善重度抑郁症病人的执行功能。此外,一项系统评价的结果发现,rTMS对执行功能的影响与情绪症状缓解的效果呈正相关,但没有发现rTMS对执行功能的影响随着年龄的增长而增大,且rTMS对老年抑郁症病人执行功能的影响较小[29]。上述研究表明,rTMS对改善抑郁症病人的执行功能障碍具有积极作用,但是在rTMS治疗中年龄因素对执行功能的影响还需要进一步的研究。
2.4 处理速度和反应时间
信息处理速度延迟以及思维迟缓也是抑郁症的主要症状,多项研究对抑郁症病人的处理速度和反应时间进行了评估。Ullrich等[22]对43例重度抑郁症病人进行了一项随机、双盲研究,并在病人左侧DLPFC进行了3周的超高频rTMS(30 Hz)治疗,结果显示,超高频rTMS治疗组病人的处理速度有所提高,并与精神运动迟缓的改善相一致。Corlier等[30]对77例重度抑郁症病人在DLPFC进行了30次10 Hz的rTMS治疗,并在治疗前后使用Stroop颜色词范式评估认知功能,rTMS治疗后受试者的Stroop测试的准确性和反应时间均有所提高,且rTMS治疗对老年受试者的认知功能改善效果更明显。一项Meta分析的结果也显示,对抑郁症病人的前额叶皮层进行rTMS治疗会对病人的精神运动处理速度产生适度的增强作用[31]。上述研究结果表明,rTMS治疗可以提高抑郁症病人的处理速度和反应时间,未来的研究应将这些发现扩展到更大的病人群体中,并进行全面的认知功能评估。
2.5 视觉空间记忆
抑郁症病人常出现视觉空间记忆损害。研究发现,视觉记忆在评估一般的记忆变化方面具有较大的敏感性,尤其在脑刺激治疗后,其变化更为敏感[32]。Hoy等[33]对4项rTMS治疗难治性抑郁症临床试验的认知数据进行分析,调查早期认知改变和最终抑郁症改善之间的关系,通过对137例难治性抑郁症病人的数据进行分析后发现,rTMS治疗后没有出现认知功能的下降,且视觉空间记忆表现的初步改善与抑郁严重程度的最终降低显著相关。Nadeau等[34]对48例接受左侧或右侧DLPFC 5 Hz的rTMS 的难治性抑郁症病人进行神经认知测试,结果发现,与假刺激组相比,右侧rTMS对受试者的语言功能和视觉空间功能有明显的改善作用。因此,rTMS在改善抑郁症病人视觉空间功能中具有重要作用。
上述研究表明,rTMS作为治疗抑郁症的一种非侵入性技术,可作用于认知表现的关键大脑区域,从而改善抑郁症病人不同领域的神经认知功能。未来的研究应该更系统地评估认知功能的变化,并利用rTMS和神经影像学的联合方法阐明rTMS对认知功能的神经生理学作用。
3 其他刺激模式对抑郁症病人认知功能的影响
rTMS已被证明是抑郁症的一种安全、有效的治疗方法,且尚未发现对病人认知功能的不良影响。目前研究人员也在关注针对更深层神经元通路的新形式rTMS疗法。Holczer等[35]对20例重度抑郁症病人在双侧DLPFC进行了每天10次的Theta⁃burst刺激(TBS),并使用记忆训练任务(n⁃back)和注意力网络测试(Attention Network Test,ANT)评估病人的工作记忆力和注意力,结果发现,TBS可以提高重度抑郁症病人的精神运动速度。Bahun等[36]评估了深部经颅磁刺激(dTMS)对重度抑郁症病人认知功能的影响,32例重度抑郁症病人被随机分为2组,1组在2周内每天接受2次dTMS治疗,另1组在3周内每天接受2次dTMS治疗,结果发现,接受dTMS治疗的病人在不同的认知功能测试中均有轻中度的改善,且没有观察到对认知功能的不良影响。上述研究表明,rTMS可能是改善抑郁症病人认知功能的关键疗法,未来的研究应侧重于探究最佳的刺激方案,并使用假对照的研究设计进一步明确rTMS治疗对认知功能的确切影响。
4 前景与展望
目前,大量数据支持对病人左侧DLPFC进行高频rTMS(10 Hz)治疗,可以有效缓解病人的抑郁症状, 改善认知功能。研究已经证实,rTMS在此区域显示出有效、安全和良好的耐受性[37]。随着研究的不断深入,研究人员也提出了一些有前景的新方法,致力于提高现有rTMS的临床应用疗效。其中一个方向就是进一步开发新的刺激模式,如加速rTMS(arTMS)和加速间歇性theta爆发刺激 (aiTBS),可以缩短总治疗时间,以实现更快的临床反应。研究表明,arTMS和aiTBS的临床效果与传统的每日HF⁃rTMS和iTBS的临床结果一致,且治疗的副作用、安全性和耐受性也相似[38]。此外,随着对抑郁症网络相互作用和潜在神经机制认识的不断提高,也促进了对新刺激靶点的研究,以及通过使用H线圈刺激更深的大脑区域。未来的研究仍需更深入了解rTMS治疗的作用机制,评估新的刺激模式、刺激参数的安全性、耐受性和有效性,并促进建立个性化rTMS治疗方案,提高抑郁症病人的反应和缓解率,改善认知功能。
[1] XU D,WANG Y L,WANG K T,.A scientometrics analysis and visualization of depressive disorder[J].Current Neuropharmacology,2021,19(6):766-786.
[2] REN J J,WU Z G,PENG D H,Changes of anhedonia and cognitive symptoms in first episode of depression and recurrent depression, an analysis of data from NSSD[J]. Journal of Affective Disorders,2023(321):47-55.
[3] SCHILLING T M,BOSSERT M,WEISBROD M,.Kognitive Störungen Bei patienten mit depression[J].Der Nervenarzt,2021,92(3):277-288.
[4] JAEGER J,BERNS S,UZELAC S,.Neurocognitive deficits and disability in major depressive disorder[J].Psychiatry Research,2006,145(1):39-48.
[5] JANICAK P G,O'REARDON J P,SAMPSON S M,.Transcranial magnetic stimulation in the treatment of major depressive disorder:a comprehensive summary of safety experience from acute exposure,extended exposure,and during reintroduction treatment[J].The Journal of Clinical Psychiatry,2008,69(2):222-232.
[6] MCCLINTOCK S M,RETI I M,CARPENTER L L,.Consensus recommendations for the clinical application of repetitive transcranial magnetic stimulatio,n(rTMS) in the treatment of depression[J].The Journal of Clinical Psychiatry,2018,79(1):16cs10905.
[7] 张咏梅,毕盛,陈铭,等.重复经颅磁刺激治疗首发抑郁症患者认知功能的对照研究[J].宁夏医科大学学报,2021,43(12):1287-1291.
[8] WAJDIK C,CLAYPOOLE K H,FAWAZ W,.No change in neuropsychological functioning after receiving repetitive transcranial magnetic stimulation treatment for major depression[J].The Journal of ECT,2014,30(4):320-324.
[9] NAIM-FEIL J,BRADSHAW J L,SHEPPARD D M,.Neuromodulation of attentional control in major depression:a pilot deepTMS study[J].Neural Plasticity,2016,2016:5760141.
[10] MOSER D J,JORGE R E,MANES F,.Improved executive functioning following repetitive transcranial magnetic stimulation[J].Neurology,2002,58(8):1288-1290.
[11] PAPAKOSTAS G I.Cognitive symptoms in patients with major depressive disorder and their implications for clinical practice[J].The Journal of Clinical Psychiatry,2014,75(1):8-14.
[12] GUALTIERI C T,MORGAN D W.The frequency of cognitive impairment in patients with anxiety,depression,and bipolar disorder:an unaccounted source of variance in clinical trials[J].The Journal of Clinical Psychiatry,2008,69(7):1122-1130.
[13] ROCK P L,ROISER J P,RIEDEL W J,.Cognitive impairment in depression:a systematic review and meta-analysis[J].Psychological Medicine,2014,44(10):2029-2040.
[14] FRIED E I,NESSE R M.The impact of individual depressive symptoms on impairment of psychosocial functioning[J].PLoS One,2014,9(2):e90311.
[15] CARPENTER L L,JANICAK P G,AARONSON S T,.Transcranial magnetic stimulation (TMS) for major depression:a multisite,naturalistic,observational study of acute treatment outcomes in clinical practice[J].Depression and Anxiety,2012,29(7):587-596.
[16] CARTER C S,VAN VEEN V.Anterior cingulate cortex and conflict detection:an update of theory and data[J].Cognitive,Affective & Behavioral Neuroscience,2007,7(4):367-379.
[17] LARA A H,WALLIS J D.The role of prefrontal cortex in working memory:a mini review[J].Frontiers in Systems Neuroscience,2015,9:173.
[18] LEFAUCHEUR J P,ANDRÉ-OBADIA N,ANTAL A,.Evidence-based guidelines on the therapeutic use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS)[J].Clinical Neurophysiology,2014,125(11):2150-2206.
[19] WALL C A,CROARKIN P E,MCCLINTOCK S M,.Neurocognitive effects of repetitive transcranial magnetic stimulation in adolescents with major depressive disorder[J].Frontiers in Psychiatry,2013,4:165.
[20] VAN DERHASSELT M A,DE RAEDT R,LEYMAN L,.Acute effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on attentional control are related to antidepressant outcomes[J].JPN,2009,34(2):119-126.
[21] LEVKOVITZ Y,HAREL E V,ROTH Y,.Deep transcranial magnetic stimulation over the prefrontal cortex:evaluation of antidepressant and cognitive effects in depressive patients[J].Brain Stimulation,2009,2(4):188-200.
[22] ULLRICH H,KRANASTER L,SIGGES E,.Ultra-high-frequency left prefrontal transcranial magnetic stimulation as augmentation in severely ill patients with depression:a naturalistic sham-controlled,double-blind,randomized trial[J].Neuropsychobiology,2012,66(3):141-148.
[23] KAVANAUGH B C,AARONSON S T,CLARKE G N,.Neurocognitive effects of repetitive transcranial magnetic stimulation with a 2-coil device in treatment-resistant major depressive disorder[J].The Journal of ECT,2018,34(4):258-265.
[24] SCHULZE-RAUSCHENBACH S C,HARMS U,SCHLAEPFER T E,.Distinctive neurocognitive effects of repetitive transcranial magnetic stimulation and electroconvulsive therapy in major depression[J].The British Journal of Psychiatry,2005,186:410-416.
[25] FITZGERALD P B,HOY K,DASKALAKIS Z J,.A randomized trial of the anti-depressant effects of low- and high-frequency transcranial magnetic stimulation in treatment-resistant depression[J].Depression and Anxiety,2009,26(3):229-234.
[26] GREGORY E C,TORRES I J,BLUMBERGER D M,.Repetitive transcranial magnetic stimulation shows longitudinal improvements in memory in patients with treatment-resistant depression[J].Neuromodulation:Technology at the Neural Interface,2022,25(4):596-605.
[27] MARTIS B,ALAM D,DOWD S M,.Neurocognitive effects of repetitive transcranial magnetic stimulation in severe major depression[J].Clinical Neurophysiology,2003,114(6):1125-1132.
[28] TONG J,ZHANG J,JIN Y,.Impact of repetitive transcranial magnetic stimulation(rTMS) on theory of mind and executive function in major depressive disorder and its correlation with brain-derived neurotrophic factor(BDNF):a randomized,double-blind,sham-controlled trial[J].Brain Sciences,2021,11(6):765.
[29] ILIEVA I P,ALEXOPOULOS G S,DUBIN M J,.Age-related repetitive transcranial magnetic stimulation effects on executive function in depression:a systematic review[J].The American Journal of Geriatric Psychiatry,2018,26(3):334-346.
[30] CORLIER J,BURNETTE E,WILSON A C,.Effect of repetitive transcranial magnetic stimulation(rTMS) treatment of major depressive disorder (MDD) on cognitive control[J].Journal of Affective Disorders,2020,265:272-277.
[31] MARTIN D M,MCCLINTOCK S M,FORSTER J J,.Cognitive enhancing effects of rTMS administered to the prefrontal cortex in patients with depression:a systematic review and meta-analysis of individual task effects[J].Depression and Anxiety,2017,34(11):1029-1039.
[32] FALCONER D W,CLELAND J,FIELDING S,.Using the Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery(CANTAB) to assess the cognitive impact of electroconvulsive therapy on visual and visuospatial memory[J].Psychological Medicine,2010,40(6):1017-1025.
[33] HOY K E,SEGRAVE R A,DASKALAKIS Z J,.Investigating the relationship between cognitive change and antidepressant response following rTMS:a large scale retrospective study[J].Brain Stimulation,2012,5(4):539-546.
[34] NADEAU S E,BOWERS D,JONES T L,.Cognitive effects of treatment of depression with repetitive transcranial magnetic stimulation[J].Cognitive and Behavioral Neurology,2014,27(2):77-87.
[35] HOLCZER A,NÉMETH V L,VÉKONY T,.The effects of bilateral Theta-burst stimulation on executive functions and affective symptoms in major depressive disorder[J].Neuroscience,2021,461:130-139.
[36] BAHUN I,IVEZIC E,ĐOGAS V V,.A pilot study of accelerated deep transcranial magnetic stimulation effects on cognitive functioning in patients diagnosed with treatment resistant major depressive disorder[J].Psychiatry Research,2022,316:114750.
[37] PHILLIPS A L,BURR R L,DUNNER D L.rTMS effects in patients with comorbid somatic pain and depressive mood disorders[J].Journal of Affective Disorders,2018,241:411-416.
[38] BAEKEN C.Accelerated rTMS:a potential treatment to alleviate refractory depression[J].Frontiers in Psychology,2018,9:2017.
Research progress on effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on cognitive function in patients with depression
ZHANGShuting, SHENYuedi, LIUZhaoyu
Hangzhou Normal University, Zhejiang 311121 China
depression; repetitive transcranial magnetic stimulation; cognitive function; mechanism of action; review
SHEN Yuedi, E⁃mail: shenyd5@126.com
中文作者简介:浙江省科技计划项目,编号:2018C03023;杭州市科技发展计划项目,编号:20212013B02;杭州市医药卫生科技项目,编号:Z20200051
张淑婷,硕士研究生在读
沈悦娣,E⁃mail:shenyd5@126.com
张淑婷,沈悦娣,刘兆宇.重复经颅磁刺激对抑郁症病人认知功能影响的研究进展[J].护理研究,2023,37(21):3886⁃3889.
10.12102/j.issn.1009-6493.2023.21.016
(2022-12-22;
2023-08-01)
(本文编辑 崔晓芳)