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【前沿進展】Cell Reports

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：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，長期以來被認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，一直是科學界探索的前沿課題。近期，上海交通大學附屬瑞金醫(yī)院功能神經(jīng)外科中心的研究團隊在這一領域取得了突破性進展。通過創(chuàng)新性地結合腦機接口技術和情緒環(huán)路研究方法，他們深入探索了音樂對大腦情緒調(diào)節(jié)網(wǎng)絡的影響機制。這項發(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)生物學基礎，還為開發(fā)基于腦電反饋的個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教授團隊在國際知名期刊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。這項突破性研究揭示了一種通過聽覺誘導節(jié)律來協(xié)調(diào)大腦皮層、終紋床核和伏隔核三重時間鎖定以緩解抑郁癥的創(chuàng)新方法。在抑郁癥患者中，研究團隊發(fā)現(xiàn)音樂誘導的節(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，實現(xiàn)對抑郁癥狀的有效緩解。這項研究的核心發(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特定的神經(jīng)電活動。這種活動隨后從聽覺皮層傳遞到大腦的深層獎勵回路，導致主觀上對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音樂沒有反應，研究團隊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，他們增強了這一回路內(nèi)的神經(jīng)同步，從而提供了一種新的抗抑郁機制。研究的核心理念是音樂通過同步負責感覺信息處理的聽覺皮層和負責情感信息處理的獎勵回路之間的神經(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)。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，音樂對抑郁癥的緩解作用與個體的主觀享受度高度相關。聽覺區(qū)域的θ波振蕩在音樂誘導的抗抑郁效應中起到了關鍵的中介作用，并在聽覺皮層、BNST和NAc之間形成了獨特的三重時間耦合模式。這種耦合模式在抑郁癥患者中通常是缺失的，而研究團隊通過精心設計的外部聽覺調(diào)控成功恢復了這種耦合，強調(diào)了生理性節(jié)律同步在增強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)容對抑郁癥狀的影響并不如預期的那么顯著。相反，個體對音樂的主觀享受度才是影響抑郁癥狀改善的關鍵因素。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點，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活動與主觀享受度建立關系，研究團隊采用了深度學習方法分析聽覺皮層的EEG數(shù)據(jù)。通過這種方法，他們成功地預測了音樂享受度，進一步驗證了聽覺皮層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聽覺皮層的θ波活動，從而提高音樂與EEG的同步性。這一發(fā)現(xiàn)為個性化音樂治療方案的設計提供了重要依據(jù)。

在實驗方法方面，研究團隊采用了創(chuàng)新的EEG-LFP同步電生理技術。這種技術允許同時記錄大腦表面和深層結構的電活動，為研究音樂對大腦的影響提供了前所未有的精確性。通過這種方法，研究團隊不僅發(fā)現(xiàn)了音樂誘導的θ波活動在聽覺皮層、BNST和NAc之間的同步效應，還驗證了BNST和NAc的局部γ波活動對抑郁癥狀的影響。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。為了確保研究結果的可靠性和普適性，研究團隊在實驗設計上下足了功夫。他們意識到音樂的主觀性可能顯著影響患者對其的評價，從而導致抗抑郁效果的巨大差異。通過初步探索，研究團隊發(fā)現(xiàn)影響音樂抗抑郁效果的最關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。這種分組方法對研究至關重要，因為兩組患者表現(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較差。這種分組不僅允許研究團隊更精確地研究音樂的抗抑郁機制，還為提出個性化音樂治療方案以改善治療效果提供了基礎。為了最小化患者對音樂的過往熟悉度等因素對研究結論的干擾，研究團隊采取了嚴格的實驗設計。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長聆聽這些曲目，從而達到"高度且相似的熟悉度水平"。這種設計有效地控制了音樂熟悉度這一潛在的干擾因素。隨后，患者被要求對列表中的每首曲目進行主觀喜愛度評分。在得到評分結果后的正式實驗中，一些患者聆聽了他們評分最高的曲目，而其他人則選擇了評分最低的曲目進行后續(xù)實驗。這種設計不僅最大程度地減少了主觀熟悉度的干擾，還為研究團隊提供了豐富的數(shù)據(jù)來分析音樂喜愛度與抗抑郁效果之間的關系。研究結果令人驚訝地表明，音樂治療的抗抑郁效果主要與聽者對音樂的主觀喜愛程度有關，而與音樂的情感背景無關。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點，即愉悅的音樂能改善情緒，而悲傷的音樂會產(chǎn)生相反的效果。實際上，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，強調(diào)了個性化選擇音樂的重要性。

研究團隊進一步探索了如何改善對音樂反應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，患者都對音樂處理沒有反應。為了增強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不佳的音樂中，創(chuàng)建了調(diào)制組和假調(diào)制對照組。實驗結果顯示，與對照組相比，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間關系模式：NAc的γ振蕩在BNST-γ耦合時間周圍更加集中。此外，調(diào)制組的顳葉EEG-BNST-NAc三重時間鎖定顯著增強，其周圍鎖定期加權相位滯后指數(shù)（wPLI）明顯高于對照組。

這些發(fā)現(xiàn)進一步證實了皮層-BNST-NAc回路的功能整合在音樂誘發(fā)的抗抑郁效應中的重要性，而不是由單個核團介導的效應。這為改善對音樂治療反應不佳的患者的治療效果提供了新的思路和方法。這項研究的創(chuàng)新之處在于將大腦獎勵回路的局部場電位信息與頭皮腦電圖數(shù)據(jù)相結合，研究音樂如何在皮層和皮層下結構中被處理。研究揭示了音樂通過聽覺同步在皮層-BNST-NAc回路中誘導神經(jīng)振蕩的三重時間鎖定。這一機制此前未被深入研究。該研究整合了神經(jīng)科學、精神病學和神經(jīng)外科學領域，為任何研究音樂與情感互動的研究奠定了基礎。它描述了聽覺區(qū)域腦波的同步以及聽覺皮層活動與深層腦核活動之間的時間關系。BNST-NAc回路，有時被稱為"擴展杏仁核"的一部分，凸顯了該回路與杏仁核（情感信息處理的中心結構）之間的密切關系。通過這些深入的研究，團隊揭示了聽覺誘導節(jié)律如何通過聽覺皮層、BNST和NAc的同步作用緩解抑郁癥，為理解音樂對抑郁癥的緩解機制提供了全新的視角。這些發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對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，這項研究不僅深化了我們對音樂、大腦和情緒之間復雜關系的理解，還為開發(fā)更有效的抑郁癥非藥物治療方法鋪平了道路。它展示了跨學科研究在解決復雜醫(yī)學問題中的重要性，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)制來增強神經(jīng)同步性的方法，為那些對傳統(tǒng)音樂治療反應不佳的患者提供了新的希望，這可能成為未來個性化抑郁癥治療的重要組成部分。上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院的孫伯民教授與劍橋大學精神病學系Valerie Voon教授是本文的共同通訊作者，上海交通大學醫(yī)學院博士研究生呂鑫、王宇涵和復旦大學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基金，上海交通大學轉化醫(yī)學研究獎，上海市科技創(chuàng)新行動計劃和上海市科技重大專項的資助。

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