来源：天脑TCBS
抑郁症是影响现代人类生活最严重的精神疾病之一，主要临床症状是精神低落、快感缺乏、绝望心理等。最近，天津大学医工院神经工程团队在IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering期刊上发表“Ultrasound Stimulation Attenuates CRS-Induced Depressive Behavior by Modulating Dopamine Release in the Prefrontal Cortex”文章，提出了非侵入性聚焦超声（FUS）靶向刺激腹侧被盖区（VTA）可调节VTA-mPFC通路活性，提高mPFC的多巴胺浓度，改善抑郁模型小鼠抑郁样行为，该研究为聚焦超声刺激应用于抑郁症临床治疗提供了理论依据和支撑。
抑郁症发病机制复杂，病情发展规律尚未阐明。多巴胺系统功能障碍被认为是抑郁症发病机制之一，小鼠长期应激后通过影响中脑-皮层多巴胺通路诱导抑郁样行为，但其在抑郁症发生发展过程中的生物学功能和机制尚不明确。聚焦超声刺激（focused ultrasound stimulation，FUS）作为一种无创神经调控技术，具有靶向性好、穿透力强、空间分辨率高等优势。有研究表明，超声神经调控在多种神经系统疾病的治疗中具有潜在应用价值，对于抑郁症的调控是目前关注的热点，但其调控策略和靶点机制有待进一步探究。已有报道发现抑郁模型小鼠前额叶皮层多巴胺水平下降，mPFC投射 VTA 神经元的放电速率显著降低。因此有望通过激活VTA提高前额叶皮层多巴胺浓度从而改善抑郁样行为。
为了验证该假设，研究团队构建了慢性束缚应激（CRS）抑郁小鼠模型，采用聚焦超声靶向刺激VTA脑区10天。而后通过抑郁样行为检测发现，CRS 模型诱导的快感缺乏症状和绝望情绪得到显著改善。
进一步为探究聚焦超声调控抑郁样行为的作用机制，研究者借助多巴胺探针实时记录超声刺激期间VTA下游内侧前额叶皮层（mPFC）的多巴胺浓度，结果显示该刺激策略能够提高mPFC 多巴胺浓度。随后，研究者探究了抑郁相关行为任务诱发的多巴胺浓度变化，发现对照组小鼠在舔舐糖水时mPFC多巴胺信号均值上升，而CRS模型小鼠的上升幅度显著降低，而超声刺激组小鼠的表现得到了挽救。进一步计算发现，小鼠的蔗糖偏好值与多巴胺信号变化成正相关，说明mPFC多巴胺浓度变化参与了奖励行为的调节。
除了快感缺乏外，绝望情绪也是抑郁症的典型表型。研究者随后通过悬尾实验，探究了在小鼠在绝望环境中出现逃避行为时的多巴胺浓度变化。结果显示对照组和给予超声的CRS模型组小鼠多巴胺水平整体是上升趋势的，而CRS模型组上升幅度较小，具有统计学差异。进一步，研究者分析了小鼠在悬尾实验中每一次挣扎行为时的多巴胺信号，结果发现CRS模型小鼠在挣扎时多巴胺信号的峰值显著低于对照组小鼠，而给予超声刺激后该信号得到提高。以上研究，证实FUS对CRS模型小鼠绝望行为的改善，与mPFC多巴胺信号的提高有关。
最后，研究者统计了VTA脑区的多巴胺能神经元数量，结果显示FUS靶向刺激VTA可以能够改善CRS模型诱导的细胞损伤，而且在一定程度上可以恢复VTA 和mPFC 脑区细胞结构损伤、细胞核固缩的现象。以上结果为FUS调节多巴胺浓度、改善抑郁样行为提供了细胞层面的支持。
天津大学医学院讲师王玲和硕士生王苏桐为论文的共同一作，通讯作者为杨佳佳副教授和明东教授。该研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委项目的资助。
✓
原文链接：
https://ieeexplore.ieee.org/document/10474431?denied=
参考文献
Wang L, Wang S, Mo W, Li Y, Yang Q, Tian Y, Zheng C, Yang J, Ming D. Ultrasound Stimulation Attenuates CRS-Induced Depressive Behavior by Modulating Dopamine Release in the Prefrontal Cortex. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2024;32:1314-1323. doi: 10.1109/TNSRE.2024.3378976. Epub 2024 Mar 25. PMID: 38498742.
