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2021年5月23日 星期日

fMRI補充1:DMN研究方法及靜脈注射抗鬱劑對腦功能影響

DMN(default mode network)這幾年,漸漸從純研究領域紅到替代醫療的市場,變成了當紅的炸子雞;本人身為台灣中醫界/另類醫學領域,極少數執行過針灸-DMN/腦功能研究的醫師,我想為是時候為大家做些科普簡介。

大多數人的第一個疑問就是:喔~~DMN我好像有聽過,那麼,是多一點比較好?還是少一點比較好?

這是一個大哉問!DMN並不是一個數字,也無法單純用過高/過低來解釋。為什麼呢?因為這個跟DMN的本質,以及研究方法有關!


(如果完全沒聽過DMN的朋友,請先看這一篇科普簡介:http://dr01jeng.blogspot.com/2018/04/blog-post_29.html

DMN就是大腦中某些特定區域,在我們恍神/做自日夢的時候,開始以大約每10秒~100秒的頻率共振,你可以想像,在月明星稀的晚上,有特定的幾間大樓,每隔10鐘就一起亮燈,這裏面肯定是有貓膩吧?

譬如一些研究就指出,長期靜坐者出現mind-wangering(白日夢)的時間會減少,而且DMN的活性會減低,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3250176/,當然大家就會問說,所以我們是不是讓DMN降低一點比較好,不要做白日夢比較快樂健康?……欸~~稍等幾咧~~~這樣跳太快了啦!

在我們閱讀fMRI的論文的結論時,一定要先看一下這篇研究的方法。因為這水太深了,我的能力只能簡單的介紹一下,我們暫且把大腦功能的活性,想像成台北市的大廈亮燈。聽說,台北市有些大廈,在晚上會很有默契的,用固定的頻率亮燈,那麼,我們要如何來研究呢這個現象呢?

(1) 選二個特定/你覺得最重要的大廈作記錄,譬如你就看101和總統府的低頻共振,這個叫做連接性connectivity

(2)或者,利用空拍機進行全市錄影,然後依照頻率,把常常一起低頻發亮的大廈分組匡列,這個叫做ICA(independent component analysis),你會得到好幾組有內部默契的活動模式。

(3)或者,你也可以派人到每個一間大廈樓下按計數器,只要有低頻亮燈的模式,就記錄下來加總,這樣你可以得到一個大腦內所有低頻活動的參考圖。但你看不到彼此的互動。(fALFF)

當然這只是一個大概,有各種艱難的數學和分析方法,不是三言兩言說的完的,但至少我們要有一個概念。DMN不是抽血指標,無法像肝指數過高,紅血球不足,這種二維式的數字化觀念,去談DMN是升高好還是降低好;這都是為了跟民眾溝通,的一種過度的簡化。

下面舉一個很有意思的研究來說明,這是一個英國的研究,研究抗憂鬱藥對DMN的立即影響,收案人數為36個重大憂鬱症患者跟38位健康人做對照組。在做磁振造影的同時,用"靜脈"注射抗憂鬱藥並同時掃描大腦功能的立即變化!超酷!


他們的研究方法,是先用ICA方式找出DMN前方重要區塊(ACC)的活動模式(像一個hub的概念),再用這個模式比對大腦其他部份的相關對應,等於是合併了ICA跟connectivity兩種方式。

研究的結果如何呢?

首先,我們看DMN的內部聯結狀況:在重鬱症病人身上他們的DMN的前方重要區塊(ACC)跟後方重要區塊(precuneus),其聯結是比較差的,在靜脈注射了抗憂鬱藥citalopram後,馬上,DMN前後的聯結就增加了

然後很有趣的是健康受試者在接受這個治療後,他的DMN-precuneus前後聯結反而是被拉低的;這個結果對我們做中醫的人會覺得很有趣,有一種陰陽調和的FU

為什麼要看DMN的後方重要區呢?因為precuneus這個位罝是掌管self-reflective thinking(譯做:自我反省,更精準的說,是患者心中,其他人對於他的看法所組成的那個世界),

另外,再看看DMN與大腦其他區域的聯結;杏仁核是大腦中掌管情緒的重要位置,在這個研究中;本來,DMN-杏仁核在正常人身上,是負相關的連結,但是在重鬱症患者身上,反而是正相關連結,然後在接受citolapram的靜脈注射後,馬上重鬱症患者的DMN-杏仁核聯結的強度,就下降成負相關的水平。


做這個研究的背景,是因為對於重鬱症是否DMN增加這個議題,大約一半的研究說有一半的研究說沒有,所以就有人進一步去分析,DMN內部的比例是否不同,有些科學家就指出DMN前區(ACC)的過度活動,與rumination是有關的。(rumination, 反芻思維,憂鬱症患者不停的把不好的情緒和事件在心中重演反省);

在這個研究的細項中,也發現了,只有在重鬱症患者才會看到:反芻思維和ACC(DMN前區)的過度反應,兩者間有正相關性,在靜脈注射了抗鬱劑後,就變成了負相關。


作者在文章的最後說:. One interpretation of the findings is that the loss of precuneus integration with the DMN and intrusion of the amygdala reflects an impairment of 5-HT neurotransmission in depression that is corrected by i.v. citalopram-induced 5-HT release.

本人超譯:憂鬱症患者的DMN特質,是中後方區塊(precuneus)失去與DMN的良好互動,大家約好一起亮燈的時候,後面那一棟大廈的住戶亮燈的比例很少,並且,杏仁核這個情緒管理的部位,本來不會是一起亮燈的,居然不請自來湊熱鬧,跑來跟DMN一起亮燈;靜脈注射citalopram造成血清素的上升,可以在DMN的相關活動中,阻斷杏仁核,拉升DMN的後區(precuneus);等於是把上述的這兩個特質"校正回歸"成正常狀態。

有趣的是,在我自己的靈谷-合谷-大白三針齊刺的DMN腦功能研究中,三針齊刺造成的結果剛好就是DMN後區(precuneus)活性的明顯提升,不由得讓我陶陶然自得其樂~~~


謝謝大家看完這麼硬的文章,fMRI腦功能的研究,對我來說,有一種神奇的魔幻美麗,然而腦功能研究的水很深,本人在這4-5年的涉略,真的就是拿個游泳圈在海邊玩玩水的程度而己,程度上與真正從事fMRI研究的學者完全不能相比,關公面前耍大刀。講的不妥的地方還請老師們見諒!

總之謝謝大家收看本人那幾年在fMRI的海邊玩沙的美好夏日美憶。

東門中醫