Hjärnskanningar kan hjälpa till att förutsäga om antidepressiva medel fungerar
Forskare har länge försökt ta reda på varför vissa människor inte svarar på antidepressiva medel. Nu föreslår ny forskning att det kan vara möjligt att förutsäga hur väl en person med depression kommer att svara på medicin genom att analysera skanningar av hjärnan. Forskningen innehåller ett exempel på hur artificiell intelligens (AI) kan hjälpa analysen.
Den nya forskningen kommer i form av två nyligen genomförda studier, en som finns i American Journal of Psychiatry och den andra i Natur mänskligt beteende.
Studierna avslöjar de senaste fynden från en klinisk prövning i USA som heter Establishing Moderators and Biosignatures of Antidepressant Response in Clinical Care (EMBARC).
EMBARC syftar till att sätta upp objektiva tester som härrör från patientbiologi för att hjälpa till att välja behandlingar för humörsjukdomar och minska försök och fel vid förskrivning av läkemedel.
Dr Madhukar H. Trivedi, professor vid Institutionen för psykiatri vid University of Texas (UT) Southwestern Medical Center i Dallas, övervakar rättegången. Han är också seniorförfattare till de två senaste tidningarna.
"Vi måste avsluta gissningsspelet och hitta objektiva åtgärder för att förskriva interventioner som kommer att fungera", säger Dr Trivedi, som också är grundare av Center for Depression Research and Clinical Care vid UT Southwestern.
"Människor med depression lider redan av hopplöshet", tillägger han, "och problemet kan bli värre om de tar ett läkemedel som är ineffektivt."
En viktig anledning till att inrätta EMBARC var att en tidigare studie som Dr Trivedi ledde fann att nästan två tredjedelar av människor inte svarade tillräckligt på sin första depression.
Ökning av antalet personer med depression
De flesta människor har stunder av sorg eller känsla låg som kan pågå i dagar, särskilt efter oroande händelser. Depression är emellertid ett psykiskt tillstånd där dessa och andra symtom är allvarligare och inte försvinner.
Symtomen på depression inkluderar ihållande känslor av sorg och hopplöshet och förlust av intresse för aktiviteter som en gång var roliga.
Andra symtom kan också förekomma, såsom irritabilitet, ångest, trötthet, rastlöshet och svårigheter att fatta beslut och koncentration.
Inga två individer med depression kommer nödvändigtvis att uppleva samma symtom, och även när de gör det betyder det inte att en behandling som fungerar för den ena kommer att fungera för den andra.
Enligt den ideella organisationen Our World in Data har antalet människor med depression över hela världen ökat från nästan 170 miljoner 1990 till nästan 265 miljoner 2017, med kvinnor som är mer benägna att leva med depression än män.
Dr Trivedi och kollegor inledde 16-veckors EMBARC-prövningen 2012. Den sprang på fyra platser i USA och undersökte totalt 296 personer med depression.
Deltagarna genomgick olika MR-hjärnskanningar, gav blod för DNA och andra tester och genomförde också undersökningar för att bedöma deras symtom. Data var tillgängliga från deltagare som forskarna slumpmässigt hade tilldelat antingen ett antidepressivt medel eller en placebo i 8 veckor.
Använda hjärnskanningar för att underlätta förutsägelser
Forskarna använde resultaten av MR-undersökningarna för att undersöka hjärnans struktur och hjärnaktivitet. De jämförde bildanalysen av de som tog antidepressiva sertralin med de som tog placebo. De jämförde också resultaten med personer utan depression som fungerade som kontroller.
De hittade några tydliga hjärnskillnader mellan läkemedlet och placebogrupperna som korrelerade med om deras symtom sannolikt skulle förbättras inom de åtta veckor som de tog dem.
De American Journal of Psychiatry studie koncentrerad till "funktionell anslutning mellan hjärnregioner" medan hjärnan är i ett "vilande tillstånd."
Dessa resultat avslöjade att mönster av funktionell anslutning, både inom och mellan regioner, "verkar spela en viktig roll för att identifiera ett gynnsamt svar för en läkemedelsbehandling vid allvarlig depressiv sjukdom."
Dr Trivedi förklarar att titta på bildresultat av hjärnan i olika tillstånd kan ge en mer exakt bild av hur depression påverkar en viss individ.
För vissa individer med depression, konstaterar han, kan resultaten av vilotillståndsskanningar vara en mer användbar förutsägare för medicinsk framgång än skanningar av när hjärnan är aktiv, till exempel under emotionell bearbetning. I andra kan det vara tvärtom, förklarar han.
Hjärnanalys under emotionell bearbetning
I Natur mänskligt beteende studie fokuserade forskarna på avbildningsresultat av hjärnaktivitet under emotionell bearbetning. Skanningarna som de använde kom från funktionella MR-skanningar som deltagarna genomgick när de slutförde en uppgift där de var tvungna att bearbeta emotionell konflikt.
För att slutföra uppgiften tittade deltagarna på fotografier av mänskliga ansikten som visar olika känslor. Medföljande varje bild var ett ord eller en fras som beskriver en viss känsla.
Ibland beskrev formuleringen inte känslorna utan en helt annan. Ordet ”lycklig” kan till exempel följa med ett ansikte som visar rädsla. Deltagarna var tvungna att läsa ordet innan de valde nästa bild.
Med hjälp av en typ av AI som kallas maskininlärning fann forskarna att det finns specifika hjärnregioner som kan hjälpa till att förutsäga om människor kan dra nytta av att ta sertralin.
Den AI-assisterade analysen avslöjade att de deltagare vars hjärnmönster under känslomässig bearbetning skiljer sig mest från människor utan större depression var de som troligen inte visade symtomförbättringar under 8 veckors sertralinbehandling.
Dr Trivedi föreslår att det sannolikt kommer att ta en kombination av blodprov och analyser av hjärnskanningar för att maximera chansen att välja rätt antidepressivt medel i början.
”Depression är en komplex sjukdom som drabbar människor på olika sätt. Precis som tekniken kan identifiera oss genom fingeravtryck och ansiktsskanningar, visar dessa studier att vi kan använda avbildning för att identifiera specifika signaturer av depression hos människor. ”
Dr Madhukar H. Trivedi
