首頁資訊【前沿進(jìn)展】Cell Reports

【前沿進(jìn)展】Cell Reports

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2025年08月08日 06:34

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音樂作為一種普遍的人類體驗(yàn)，長期以來被認(rèn)為能夠深刻影響我們的情緒狀態(tài)。
然而，音樂如何在神經(jīng)層面調(diào)節(jié)情緒，尤其是在抑郁癥等情緒障礙中發(fā)揮作用，一直是科學(xué)界探索的前沿課題。近期，上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院功能神經(jīng)外科中心的研究團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。通過創(chuàng)新性地結(jié)合腦機(jī)接口技術(shù)和情緒環(huán)路研究方法，他們深入探索了音樂對(duì)大腦情緒調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的影響機(jī)制。這項(xiàng)發(fā)表在國際知名期刊Cell Reports上的研究不僅揭示了音樂治療抑郁癥的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，還為開發(fā)基于腦電反饋的個(gè)性化音樂治療方案提供了全新思路，為非藥物治療抑郁癥開辟了新的可能性。

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上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院功能神經(jīng)外科中心的孫伯民教授與Valerie Voon教授團(tuán)隊(duì)在國際知名期刊Cell Reports上發(fā)表了題為*Auditory Entrainment Coordinates Cortical-BNST-NAc Triple Time Locking to Alleviate Depressive Disorder*的研究成果。這項(xiàng)突破性研究揭示了一種通過聽覺誘導(dǎo)節(jié)律來協(xié)調(diào)大腦皮層、終紋床核和伏隔核三重時(shí)間鎖定以緩解抑郁癥的創(chuàng)新方法。在抑郁癥患者中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)音樂誘導(dǎo)的節(jié)律通過聽覺皮層的θ波與終紋床核（bed nucleus of the stria terminalis，BNST）和伏隔核（nucleus accumbens，NAc）的同步，實(shí)現(xiàn)對(duì)抑郁癥狀的有效緩解。這項(xiàng)研究的核心發(fā)現(xiàn)是能夠產(chǎn)生抗抑郁效果的音樂可以在聽覺皮層誘導(dǎo)特定的神經(jīng)電活動(dòng)。這種活動(dòng)隨后從聽覺皮層傳遞到大腦的深層獎(jiǎng)勵(lì)回路，導(dǎo)致主觀上對(duì)音樂的享受和隨后的抗抑郁效果。考慮到許多抑郁癥患者對(duì)音樂沒有反應(yīng)，研究團(tuán)隊(duì)基于抑郁癥患者的腦電波特征開發(fā)了一種特定的聽覺調(diào)節(jié)方案。通過特異性激活聽覺皮層，他們?cè)鰪?qiáng)了這一回路內(nèi)的神經(jīng)同步，從而提供了一種新的抗抑郁機(jī)制。研究的核心理念是音樂通過同步負(fù)責(zé)感覺信息處理的聽覺皮層和負(fù)責(zé)情感信息處理的獎(jiǎng)勵(lì)回路之間的神經(jīng)振蕩來產(chǎn)生抗抑郁效果。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了音樂治療抑郁癥的神經(jīng)機(jī)制，還為開發(fā)更有效的非藥物治療方法提供了重要依據(jù)。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，音樂對(duì)抑郁癥的緩解作用與個(gè)體的主觀享受度高度相關(guān)。聽覺區(qū)域的θ波振蕩在音樂誘導(dǎo)的抗抑郁效應(yīng)中起到了關(guān)鍵的中介作用，并在聽覺皮層、BNST和NAc之間形成了獨(dú)特的三重時(shí)間耦合模式。這種耦合模式在抑郁癥患者中通常是缺失的，而研究團(tuán)隊(duì)通過精心設(shè)計(jì)的外部聽覺調(diào)控成功恢復(fù)了這種耦合，強(qiáng)調(diào)了生理性節(jié)律同步在增強(qiáng)抗抑郁效果中的因果作用。值得注意的是，研究表明音樂的情感內(nèi)容對(duì)抑郁癥狀的影響并不如預(yù)期的那么顯著。相反，個(gè)體對(duì)音樂的主觀享受度才是影響抑郁癥狀改善的關(guān)鍵因素。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點(diǎn)，為音樂治療抑郁癥提供了新的思路。為了將聆聽音樂過程中聽覺EEG活動(dòng)與主觀享受度建立關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)采用了深度學(xué)習(xí)方法分析聽覺皮層的EEG數(shù)據(jù)。通過這種方法，他們成功地預(yù)測(cè)了音樂享受度，進(jìn)一步驗(yàn)證了聽覺皮層θ波在音樂欣賞過程中的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，高享受度的音樂能夠顯著增強(qiáng)聽覺皮層的θ波活動(dòng)，從而提高音樂與EEG的同步性。這一發(fā)現(xiàn)為個(gè)性化音樂治療方案的設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。

在實(shí)驗(yàn)方法方面，研究團(tuán)隊(duì)采用了創(chuàng)新的EEG-LFP同步電生理技術(shù)。這種技術(shù)允許同時(shí)記錄大腦表面和深層結(jié)構(gòu)的電活動(dòng)，為研究音樂對(duì)大腦的影響提供了前所未有的精確性。通過這種方法，研究團(tuán)隊(duì)不僅發(fā)現(xiàn)了音樂誘導(dǎo)的θ波活動(dòng)在聽覺皮層、BNST和NAc之間的同步效應(yīng)，還驗(yàn)證了BNST和NAc的局部γ波活動(dòng)對(duì)抑郁癥狀的影響。這些發(fā)現(xiàn)為理解音樂如何在神經(jīng)回路層面影響情緒提供了重要線索。為了確保研究結(jié)果的可靠性和普適性，研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上下足了功夫。他們意識(shí)到音樂的主觀性可能顯著影響患者對(duì)其的評(píng)價(jià)，從而導(dǎo)致抗抑郁效果的巨大差異。通過初步探索，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)影響音樂抗抑郁效果的最關(guān)鍵主觀因素是享受度。基于這一發(fā)現(xiàn)，他們使用聚類算法將患者分為高音樂欣賞組和低音樂欣賞組。這種分組方法對(duì)研究至關(guān)重要，因?yàn)閮山M患者表現(xiàn)出顯著不同的抗抑郁效果。具體來說，高音樂欣賞組的患者表現(xiàn)出更顯著的神經(jīng)同步和更好的抗抑郁效果，而低音樂欣賞組的效果則相對(duì)較差。這種分組不僅允許研究團(tuán)隊(duì)更精確地研究音樂的抗抑郁機(jī)制，還為提出個(gè)性化音樂治療方案以改善治療效果提供了基礎(chǔ)。為了最小化患者對(duì)音樂的過往熟悉度等因素對(duì)研究結(jié)論的干擾，研究團(tuán)隊(duì)采取了嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。他們首先通過調(diào)查編制了一份完全陌生于參與者的音樂列表。然后，讓所有參與者以相同的方式和時(shí)長聆聽這些曲目，從而達(dá)到"高度且相似的熟悉度水平"。這種設(shè)計(jì)有效地控制了音樂熟悉度這一潛在的干擾因素。隨后，患者被要求對(duì)列表中的每首曲目進(jìn)行主觀喜愛度評(píng)分。在得到評(píng)分結(jié)果后的正式實(shí)驗(yàn)中，一些患者聆聽了他們?cè)u(píng)分最高的曲目，而其他人則選擇了評(píng)分最低的曲目進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。這種設(shè)計(jì)不僅最大程度地減少了主觀熟悉度的干擾，還為研究團(tuán)隊(duì)提供了豐富的數(shù)據(jù)來分析音樂喜愛度與抗抑郁效果之間的關(guān)系。研究結(jié)果令人驚訝地表明，音樂治療的抗抑郁效果主要與聽者對(duì)音樂的主觀喜愛程度有關(guān)，而與音樂的情感背景無關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點(diǎn)，即愉悅的音樂能改善情緒，而悲傷的音樂會(huì)產(chǎn)生相反的效果。實(shí)際上，兩種類型的音樂在改善抑郁癥狀方面沒有顯著差異。這一發(fā)現(xiàn)為音樂治療提供了新的視角，強(qiáng)調(diào)了個(gè)性化選擇音樂的重要性。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探索了如何改善對(duì)音樂反應(yīng)不佳的患者的治療效果。他們發(fā)現(xiàn)，在低欣賞度亞組中，無論音樂的熟悉度如何，患者都對(duì)音樂處理沒有反應(yīng)。為了增強(qiáng)這類患者的治療效果，研究人員嘗試增加顳葉區(qū)域的同步性。他們將特定頻率的調(diào)制聲音整合到患者之前聽過但反應(yīng)不佳的音樂中，創(chuàng)建了調(diào)制組和假調(diào)制對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，調(diào)制組的患者表現(xiàn)出更高的音樂享受度和更顯著的抑郁癥狀減輕。在神經(jīng)活動(dòng)層面，研究發(fā)現(xiàn)調(diào)制音樂顯著增加了熟悉和不熟悉組中θ波與BNST-γ波的相位鎖定。調(diào)制組還表現(xiàn)出γ波嵌套發(fā)生率和嵌套指數(shù)的顯著上升。更重要的是，聽覺調(diào)制導(dǎo)致γ波耦合率顯著上升，耦合延遲顯著減少。調(diào)制亞組展現(xiàn)出與高欣賞度組相似的時(shí)間關(guān)系模式：NAc的γ振蕩在BNST-γ耦合時(shí)間周圍更加集中。此外，調(diào)制組的顳葉EEG-BNST-NAc三重時(shí)間鎖定顯著增強(qiáng)，其周圍鎖定期加權(quán)相位滯后指數(shù)（wPLI）明顯高于對(duì)照組。

這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了皮層-BNST-NAc回路的功能整合在音樂誘發(fā)的抗抑郁效應(yīng)中的重要性，而不是由單個(gè)核團(tuán)介導(dǎo)的效應(yīng)。這為改善對(duì)音樂治療反應(yīng)不佳的患者的治療效果提供了新的思路和方法。這項(xiàng)研究的創(chuàng)新之處在于將大腦獎(jiǎng)勵(lì)回路的局部場(chǎng)電位信息與頭皮腦電圖數(shù)據(jù)相結(jié)合，研究音樂如何在皮層和皮層下結(jié)構(gòu)中被處理。研究揭示了音樂通過聽覺同步在皮層-BNST-NAc回路中誘導(dǎo)神經(jīng)振蕩的三重時(shí)間鎖定。這一機(jī)制此前未被深入研究。該研究整合了神經(jīng)科學(xué)、精神病學(xué)和神經(jīng)外科學(xué)領(lǐng)域，為任何研究音樂與情感互動(dòng)的研究奠定了基礎(chǔ)。它描述了聽覺區(qū)域腦波的同步以及聽覺皮層活動(dòng)與深層腦核活動(dòng)之間的時(shí)間關(guān)系。BNST-NAc回路，有時(shí)被稱為"擴(kuò)展杏仁核"的一部分，凸顯了該回路與杏仁核（情感信息處理的中心結(jié)構(gòu)）之間的密切關(guān)系。通過這些深入的研究，團(tuán)隊(duì)揭示了聽覺誘導(dǎo)節(jié)律如何通過聽覺皮層、BNST和NAc的同步作用緩解抑郁癥，為理解音樂對(duì)抑郁癥的緩解機(jī)制提供了全新的視角。這些發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對(duì)大腦如何處理音樂和情感的理解，還為未來通過聽覺調(diào)控治療抑郁癥提供了潛在的方法?？偟膩碚f，這項(xiàng)研究不僅深化了我們對(duì)音樂、大腦和情緒之間復(fù)雜關(guān)系的理解，還為開發(fā)更有效的抑郁癥非藥物治療方法鋪平了道路。它展示了跨學(xué)科研究在解決復(fù)雜醫(yī)學(xué)問題中的重要性，并為未來的精神健康研究和治療開辟了新的可能性。特別是，通過聽覺調(diào)制來增強(qiáng)神經(jīng)同步性的方法，為那些對(duì)傳統(tǒng)音樂治療反應(yīng)不佳的患者提供了新的希望，這可能成為未來個(gè)性化抑郁癥治療的重要組成部分。上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院的孫伯民教授與劍橋大學(xué)精神病學(xué)系Valerie Voon教授是本文的共同通訊作者，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士研究生呂鑫、王宇涵和復(fù)旦大學(xué)類腦研究院博士研究生張瑩瑩是共同第一作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金，上海交通大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)，上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃和上海市科技重大專項(xiàng)的資助。

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