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脑电高阶交互揭示氯胺酮抗抑郁机制:老年难治性抑郁治疗新靶点

氯胺酮作为一种麻醉剂,近年来在难治性抑郁症治疗中展现出快速起效的独特优势。然而,其在老年人群中的安全性和有效性长期缺乏系统研究。德克萨斯A&M大学Naresh K. Vashisht医学院的实验精神药理学实验室(EPMAD Lab)针对55岁以上美国退伍军人开展了一项开创性研究,首次揭示了单次氯胺酮输注后大脑跨区域信息交流的动态变化规律,并发现一种与抗抑郁疗效密切相关的脑电信号特征。该成果发表于《Translational Psychiatry》。

老年人群被忽视:氯胺酮研究中的年龄盲区

尽管氯胺酮在难治性抑郁症中的应用日益广泛,但老年患者因常伴有与衰老相关的健康问题,其使用受到安全性和有效性疑虑的限制。EPMAD实验室负责人、精神病学教授兼系主任Sanjay Mathew博士带领团队,此前已发表两项研究证实静脉注射氯胺酮在老年人群中具有可行性和有效性。然而,为何不同患者获益程度差异显著,其神经机制始终未明。

德克萨斯A&M大学精神病学与行为科学系研究副教授Nicholas Murphy博士指出:“大多数药物研究在65岁终止,关于氯胺酮如何影响衰老大脑的研究相对匮乏。尽管老年人占全国人口三分之一以上,他们在临床研究中仍然代表性不足。”这一现状凸显了该研究的重要现实意义。

超越成对信号:高阶交互方法解析全脑信息流动

研究团队联合贝勒医学院和巴利阿里群岛大学的研究人员,采用脑电图(EEG)记录单次氯胺酮输注后1小时、24小时和7天的大脑电活动。传统EEG研究多关注单个脑信号或成对信号间的通信,但正如该系研究助理Krisha Shah所言:“大脑并非以成对方式运作,而是一个高度互联的系统。氯胺酮的特殊之处在于药物暴露短暂,但抗抑郁效应可能远超这一时段。”

为此,研究者引入信息理论框架下的“高阶交互”方法,同时分析多个EEG信号间信息如何组织。这种方法超越了传统成对连接分析,能够捕捉全脑网络层面的信息整合模式。研究还重复并扩展了此前在健康志愿者中应用高阶交互的发现。

关键结果在于:输注后24小时,全脑信息共享指标的增幅越大,第7天抑郁症状的改善越显著。这提示大脑网络灵活性的动态变化,而非初始反应的强度,可能更能预测临床应答。

谷氨酸洪流与脑网络重塑:从机制到治疗新策略

Murphy博士用生动的比喻解释了这一机制:“假设你有一张沙漠中的河流地图。你打开水坝,所有支流都被水淹没。我们现在有了地点之间的连接,这就是氯胺酮的作用——它帮助创造一个更灵活、连接更密集的环境。但故事并未结束。为了使其有用,我们需要理解水是如何流动的,这正是我们当前分析的意义所在。它告诉我们,氯胺酮释放的谷氨酸激增需要如何流动才能获得临床应答。”

谷氨酸是神经细胞通信的关键化学信使。氯胺酮通过阻断NMDA受体,触发谷氨酸的爆发性释放,进而促进突触可塑性和脑网络重组。然而,这种可塑性的具体组织形式——即信息在多个脑区间的流动模式——决定了治疗是否有效。本研究识别出的脑信号变化可作为老年患者氯胺酮抗抑郁效应的生物标志物,同时为开发不具致幻或医学副作用的新型疗法提供时间窗口和机制靶点。

Murphy强调:“氯胺酮从其作为麻醉剂的卑微起点已走了很远。然而,它仍具有强烈的滥用潜力。我团队工作的目标是识别生理路线图中的这些关键点,以便通过其他机制发挥作用,避免氯胺酮的致幻或医学副作用。”

 

Reference: “High-order brain interactions during ketamine-induced state changes: A functional marker of response in late-life treatment-resistant depression?” by Krisha Shah, Rubén Herzog, Alan C. Swann, Brittany O'Brien, Rahul Balakrishnan, Sanjay J. Mathew and Nicholas Murphy, 4 July 2026, Translational Psychiatry.
DOI: 10.1038/s41398-026-04212-1
(责任编辑:泉水)