难治性抑郁症（Treatment-resistant depression, TRD）是一种严重的精神疾病，影响着全球近3亿人。在TRD的包括脑深部电刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）在内的各种药物和非药物治疗方法中，普遍存在着反应滞后、反应率低等问题。长滞后时间是非常危险的，尤其对于有严重自杀倾向的患者，因此快速抗抑郁疗法的研究和发展显得至关重要。在DBS治疗神经疾病的研究中，与功能磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI）进行联用，可以帮助理解脑网络连接模式以及解析电刺激的调节作用，从而揭示DBS的治疗机理。

近日，北京大学未来技术学院生物医学工程系段小洁课题组与中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心梁智锋研究组合作，使用MRI兼容的石墨烯纤维刺激电极，在抑郁症模型大鼠上发现外侧缰核（Lateral Habenula, LHb）的DBS具有快速和即时的抗抑郁效果，并且通过DBS下的fMRI扫描揭示了该快速抗抑郁效果的潜在机理（图1）。

图1. 抑郁症模型大鼠中LHb-DBS的快速抗抑郁效果和DBS-fMRI同步联用，以及结合行为学和fMRI响应揭示快速抗抑郁作用机理。

通过在两种抑郁症模型大鼠上的行为学研究，发现LHb-DBS可以快速改善大鼠的快感缺乏、行为绝望和焦虑的抑郁样症状。这种抗抑郁的效果是在施加LHb-DBS后立即或几分钟内发生的，反应的滞后时间非常短，是一种快速与即时的效果。LHb-DBS的快速抗抑郁效果同时还具有高反应率，在表示快感的蔗糖偏好上有着高达~84.2%的反应率。

在进行过行为学测试的抑郁症模型大鼠上，使用高度MRI兼容的石墨烯纤维电极，获得了DBS下全脑完整的fMRI激活图谱。对行为学快速抗抑郁效果和fMRI响应进行相关性分析，发现与LHb内侧有直接传入或传出连接的脑区的激活水平与行为学的改善显著相关。并且刺激效果显著依赖于电极刺激位置，LHb内侧比LHb外侧展现出更好的刺激效果。本研究表明对LHb内侧的DBS可能提供一种有效的快速抗抑郁治疗方法，并且特定脑区的fMRI激活可以作为生物标志物来预测和评估抗抑郁疗效。

该工作于2023年6月1 日在线发表于学术期刊《eLife》上，DOI：10.7554/eLife.84693，论文链接：https://elifesciences.org/articles/84693。 期刊公开发表的Editor's evaluation中评价本工作为“This important paper is a real tour de force that combines functional MRI, behaviour, and brain stimulation to characterise the effect of stimulation of the lateral habenula in a rodent model for depression.”。北京大学未来技术学院生物医学工程系博士生李根为文章的第一作者，北京大学段小洁研究员、中科院神经科学研究所梁智锋研究员是文章的通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委基础科学中心、科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目、国家重点研发计划生物与信息融合专项、以及北京市基金委杰出青年科学基金项目的支持。