Elektroconvulsietherapie heeft een PR-probleem. De behandeling, waarbij elektrische stromen door de hersenen worden gestuurd om een ​​korte aanval te veroorzaken, heeft een barbaarse, onmenselijke connotatie; het werd bijvoorbeeld in de film afgeschilderd als een sadistische straf. Een vloog over het koekoek's Nest. Maar voor patiënten met een depressie die niet verbetert met medicijnen, kan elektroconvulsietherapie (ECT) zeer effectief zijn.

Uit onderzoek is gebleken dat ongeveer 50% tot 70% van de patiënten last heeft van een depressieve stoornis zie hun symptomen verbeteren na een ECT-kuur. Ter vergelijking: medicijnen gericht op het veranderen van de chemie van de hersenen helpt slechts 10% tot 40% van depressiepatiënten.

Toch weten wetenschappers, zelfs na tientallen jaren van gebruik, niet hoe ECT de onderliggende biologie van de hersenen verandert. Bradley Voytek, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië, San Diego, zei dat een psychiater hem ooit vertelde dat de therapie ‘de hersenen opnieuw opstart’ – een verklaring die hij ‘echt onbevredigend’ vond.

Onlangs hebben Voytek en zijn medewerkers hun onderzoek naar de elektrische patronen van de hersenen gecombineerd met patiëntgegevens om te onderzoeken waarom het opwekken van aanvallen antidepressieve effecten heeft. In twee afgelopen herfst gepubliceerde onderzoeken merkten de onderzoekers op dat ECT en een daaraan gerelateerde epileptische therapie de kans op epilepsie verhoogden ongestructureerd achtergrondgeluid zich verschuilen achter goed gedefinieerde hersengolven. Neurowetenschappers noemen dit achtergrondgeluid ‘aperiodieke activiteit’.

De auteurs suggereerden dat geïnduceerde aanvallen zouden kunnen helpen het evenwicht van excitatie en remming in de hersenen te herstellen, wat een algemeen antidepressief effect zou kunnen hebben.

“Elke keer dat ik met iemand die niet in dit vakgebied zit over dit werk praat, zeggen ze: 'Doen ze dat nog steeds? Gebruiken ze nog steeds elektroshocks? Ik dacht dat dat alleen in horrorfilms was'', zei hij Sidney Smit, een afgestudeerde student neurowetenschappen in het laboratorium van Voytek en de eerste auteur van de nieuwe onderzoeken. “Omgaan met het stigma eromheen is een nog grotere motivatie geworden om erachter te komen hoe het werkt.”

Ongeveer acht jaar geleden werkte Voytek samen met de psychiater Maryam Soltani, ook aan de Universiteit van Californië, San Diego, en haar collega's, die elektro-encefalogramgegevens verzamelden over patiënten die ECT ondergingen vanwege de diagnose depressieve stoornis. De onderzoekers bevestigden elektroden aan de voorkant van de hoofden van de patiënten om de elektrische output van de hersenen voor en na de ECT-behandeling te meten.

Tientallen jaren van elektro-encefalogramstudies hebben aangetoond dat de elektrische output van een gezond brein patronen van repetitieve oscillaties of hersengolven produceert. Alfagolven, met frequenties van 8 tot 12 hertz, verschijnen bijvoorbeeld tijdens diepe ontspanning of slaap. Eerder onderzoek dat alfagolven in verband bracht met depressie bracht Soltani en Voytek ertoe om aanvankelijk te veronderstellen dat ECT alfagolven beïnvloedt. Als dat waar is, zou dat ook helpen verklaren waarom ECT de neiging heeft dit te doen bepaalde frequenties vertragen in de output van het elektro-encefalogram.

Maar een voorlopige analyse van de eerste twee patiënten liet iets anders zien: een duidelijke toename van aperiodieke activiteit of ‘achtergrondgeluid’ afkomstig van de hersenen.

Dit achtergrondgeluid is de afgelopen jaren een hot topic geweest voor het laboratorium van Voytek. In plaats van zich te concentreren op ordelijke hersengolven, zoals alfagolven, die op bekende frequenties verschijnen, bestudeert Voytek de wanordelijke dons daartussenin. Hoewel aperiodieke activiteit geen duidelijk patroon op een elektro-encefalogram genereert, heeft zijn groep dat wel gedaan ontwikkelde statistische hulpmiddelen die de onderliggende structuur onthullen. Het is deze aperiodische structuur die de onderzoekers hebben waargenomen in de ECT-patiëntengegevens van Soltani.

In een eerste studie van negen patiënten, gepubliceerd in november 2023 in Vertaalpsychiatrierapporteerden de onderzoekers dat de aperiodieke activiteit toenam na ECT. Dan in een begeleidende studie, de neurowetenschappers hebben grotere datasets aangepakt die eerder waren verzameld 22 patiënten ECT ontvangen en 23 patiënten het ontvangen van magnetische aanvalstherapie, waarbij magnetische velden in plaats van elektrische stromen worden gebruikt om aanvallen te veroorzaken. Uit deze analyses bleek ook dat de aperiodieke activiteit na de therapieën de neiging had toe te nemen.

Aangenomen wordt dat aperiodieke activiteit verband houdt met de balans tussen excitatie en remming in de hersenen. Wanneer een neuron een signaal ontvangt van een ander neuron, zal het ofwel opgewonden of geremd zijn, dat wil zeggen dat het meer of minder waarschijnlijk is dat het gaat vuren. In 2017 publiceerden Voytek en medewerkers Een studie in het tijdschrift NeuroImage, wat suggereert dat aperiodische activiteit remmende processen weerspiegelt.

Het verband tussen aperiodieke activiteit en remming behoeft meer vervolgonderzoek. Maar toen de onderzoekers deze bevinding samenvoegden met hun nieuwe klinische onderzoek, postuleerden ze dat de epileptische therapieën sommige groepen neuronen zouden kunnen remmen, en dat die remming zich zou kunnen uiten in een toename van de aperiodische activiteit op het elektro-encefalogram.

De auteurs speculeerden dat het remmende effect bij ECT in verband zou kunnen worden gebracht met een afname van depressiesymptomen. “ECT zou depressieve symptomen kunnen verlichten door gezonde niveaus van remming in de frontale cortex te herstellen”, schreven Smith en collega’s in hun eerste ECT-onderzoek van november 2023.

Het onderzoeksteam heeft deze experimenten niet ontworpen om een ​​verband aan te tonen tussen aperiodieke activiteit en depressie. Het is mogelijk dat het verband bestaat, maar “om te bewijzen dat het een heel ander spel is”, zei K. Ranga Rama Krishnan, senior adviseur van de CEO van Rush University System for Health in Chicago. Krishnan, die decennia lang toezicht hield op een programma dat ECT omvatte aan de Duke University, was niet betrokken bij de onderzoeken.

Om dit definitief te bewijzen, zouden de onderzoekers een veel grotere patiëntenpopulatie moeten bestuderen, zei Krishnan, en een doelbewust experimenteel ontwerp moeten uitvoeren. Toch zijn deze papieren “een stap in de goede richting”, zei hij.

Een andere belangrijke conclusie is dat de elektrische en magnetische versies van de therapieën vergelijkbare verschuivingen in aperiodieke activiteit genereerden Sarah Lisanby, directeur van de niet-invasieve neuromodulatie-eenheid van het National Institute of Mental Health, die niet bij het onderzoek betrokken was. Dat suggereert dat het niet de elektrische velden in ECT zijn die de symptomen van depressie verlichten, maar eerder de geïnduceerde aanval, zei ze.

van Lisanby recent onderzoek laat zien dat magnetische aanvalstherapie even effectief is als ECT en minder en minder ernstige bijwerkingen heeft. Hoewel ECT algemeen beschikbaar is in klinische omgevingen, is magnetische aanvalstherapie echter niet goedgekeurd door de Food and Drug Administration en is deze alleen beschikbaar in de context van onderzoeksstudies.

Smith en Voytek voorzien dat als hun resultaten in toekomstige onderzoeken standhouden, aperiodieke activiteit een maatstaf zou kunnen worden die artsen op een dag zal helpen voorspellen welke patiënten het meeste baat zouden hebben bij deze behandelingen. Hoewel ECT momenteel “als een voorhamer” is in zijn grove levering aan de hersenen, zou het bestuderen van de mechanismen ervan uiteindelijk kunnen leiden tot een preciezere, minder stressvolle en comfortabelere versie ervan, zei Voytek.

Naast klinische toepassingen kan deze onderzoekslijn patiënten helpen begrijpen wat er in de hersenen gebeurt tijdens ECT en waarom zij er baat bij kunnen hebben. "In ieder geval een deel van dat gesprek over de risico's en voordelen van het ontvangen van deze behandeling kan zijn als: 'En dit is wat we proberen te veranderen in je hersenen'", zei Smith.

Voor een patiënt, zo voegde ze eraan toe, zou een dergelijke verklaring beter zijn dan de behandeling te vergelijken met ‘een resetknop’.