这项新研究于2018年11月8日发表在《细胞》上，由国防高级研究计划局(DARPA)基于系统的新兴治疗神经技术(子网)计划资助。这一多机构合作项目于2014年在白宫大脑计划的支持下启动。它旨在加强对抑郁症和焦虑症等神经精神疾病的大脑回路的理解，并开发新技术来治疗这些致残性大脑疾病。

“值得注意的是，我们可以直接从大脑中看到人类情感的真正神经矩阵，”常说。“这些研究结果对于我们理解特定大脑区域如何导致情绪障碍具有科学意义，但对于识别可用于治疗这些疾病的新技术的生物标志物具有实际意义，这是我们子网工作的一个主要优先事项。”研究人员招募了21名癫痫患者。他们将40到70个电极植入大脑表面和大脑深层结构，作为手术的标准准备，以移除导致癫痫发作的脑组织。研究人员记录了这些患者在7到10天内的广泛大脑活动，特别关注一些先前与情绪调节有关的深层大脑结构。与此同时，患者通过平板电脑软件定期记录他们的情绪。

然后，研究人员使用计算算法将大脑活动模式与患者报告的情绪变化进行匹配。这些新算法是由主要作者，Sohal实验室的博士后研究员Lowry Kirkby博士和加州大学旧金山分校神经科学研究生项目的最近校友Francisco Luongo博士开发的。为了避免一开始就偏向他们的分析，团队没有立即检查情绪调查。相反，他们首先分析了每个参与者大脑活动的长期记录，以确定所谓的内在一致性网络(ICN)。ICN是一组大脑区域，它们的活动模式以共同的频率一起波动(就像大学乐队的成员一样，步调一致)。这种同步被用作大脑区域以潜在的重要方式相互交流的线索。

然后，为了比较所有21名研究参与者的独特大脑和不同电极放置的结果，研究人员将每个受试者的ICN映射到神经连接图。这些比较受试者网络活动的标准化记录揭示了几个“组”——在特定频率上重复同步的大脑区域组，因此它们可能代表功能性大脑网络。其中一个小组在13名研究参与者中非常活跃和协调，他们在研究开始前的基线焦虑心理评估中也得分很高。在这些相同的个体中，大脑网络活动的这种变化也与情绪低落或抑郁的日常发作高度相关。这个情绪相关网络的特征是所谓的波——海马和杏仁核的同步振荡——每秒13到30个周期——两个大脑深层区域，分别与记忆和负面情绪相关。

索霍尔说，研究小组最初对这一发现的清晰度感到惊讶。索霍尔说，“我们惊讶地发现了一个几乎可以完全解释这么多人抑郁症的信号。”“发现如此强大的信息生物标志物不仅仅是我们在项目的这个阶段所期望的。”令人惊讶的是，杏仁核和海马体中与情绪相关的波之间的这种强烈联系在其他八名研究参与者中根本没有出现。他们所有人都有相对较低的预存焦虑，这表明容易焦虑的人的大脑可能会处理与他人的情绪状况。