Context

 Obsessive-compulsive disorder (OCD) is a chronic psychiatric disorder that affects 2% of the general population. Even when the best available treatments are applied, approximately 10% of patients remain severely afflicted and run a long-term deteriorating course of OCD. 

Objective

 To determine whether bilateral deep brain stimulation of the nucleus accumbens is an effective and safe treatment for treatment-refractory OCD. 

Design

 The study consisted of an open 8-month treatment phase, followed by a double-blind crossover phase with randomly assigned 2-week periods of active or sham stimulation, ending with an open 12-month maintenance phase. 

Setting

 Academic research. 

Patients

 Sixteen patients (age range, 18-65 years) with OCD according toDSM-IVcriteria meeting stringent criteria for refractoriness to treatment were included in the study. 

Interventions

 Treatment with bilateral deep brain stimulation of the nucleus accumbens. 

Main Outcome Measures

 Primary efficacy was assessed by score change from baseline on the Yale-Brown Obsessive Compulsive Scale (Y-BOCS). Responders were defined by a score decrease of at least 35% on the Y-BOCS. 

Results

 In the open phase, the mean (SD) Y-BOCS score decreased by 46%, from 33.7 (3.6) at baseline to 18.0 (11.4) after 8 months (P < .001). Nine of 16 patients were responders, with a mean (SD) Y-BOCS score decrease of 23.7 (7.0), or 72%. In the double-blind, sham-controlled phase (n = 14), the mean (SD) Y-BOCS score difference between active and sham stimulation was 8.3 (2.3), or 25% (P = .004). Depression and anxiety decreased significantly. Except for mild forgetfulness and word-finding problems, no permanent adverse events were reported. 

Conclusion

 Bilateral deep brain stimulation of the nucleus accumbens may be an effective and safe treatment for treatment-refractory OCD. 

Clinical Trial Registration

 isrctn.org Identifier:ISRCTN23255677

Abstract Background A critical advance in depression research is to clarify the hypothesized role of interoceptive processing in neural mechanisms of treatment efficacy. This study tests whether cortical interoceptive processing, as indexed by the heartbeat-evoked potential (HEP), is modulated by deep brain stimulation (DBS) to the subcallosal cingulate (SCC) for treatment resistant depression (TRD). Methods Eight patients with TRD were enrolled in a study of SCC DBS safety and efficacy. Electroencephalography (EEG) and symptom severity measures were sampled in a laboratory setting over the course of a six-month treatment protocol. The primary outcome measure was an EEG-derived HEP, which reflects cortical processing of heartbeat sensation. Cluster-based permutation analyses were used to test the effect of stimulation and time in treatment on the HEP. The change in signal magnitude after treatment was correlated with change in depression severity as measured by the 17-item Hamilton Depression Rating Scale. Results HEP amplitude was greater after 24 weeks of treatment ( t (7)=-4.40, p =.003, g= -1.38, 95% Cl [-2.3, -0.42]), and this change was inversely correlated with latency of treatment response (rho = -0.75, 95% Cl [-0.95, -0.11], p= .03). An acute effect of DBS was also observed, but as a decrease in HEP amplitude ( t (6) =6.66, p <.001, g= 2.19, 95% Cl [0.81, 3.54]). HEP differences were most pronounced over left posterior sensors from 405-425 ms post-stimulus. Conclusion Brain-based evidence substantiates a theorized link between interoception and depression, and suggests an interoceptive contribution to the mechanism of treatment efficacy with deep brain stimulation for severe depression.

Deep brain stimulation (DBS) is effective for patients with treatment-refractory obsessive-compulsive disorder. DBS of the ventral anterior limb of the internal capsule (vALIC) rapidly improves mood and anxiety with optimal stimulation parameters. To understand these rapid effects of vALIC-DBS, we studied functional interactions within the affective amygdala circuit. We compared resting state functional magnetic resonance imaging data during chronic stimulation versus one week of stimulation discontinuation in patients, and obtained two resting state scans from matched healthy volunteers to account for test-retest effects. Imaging data were analyzed using functional connectivity analysis and dynamic causal modelling. Improvement in mood and anxiety following DBS was associated with reduced amygdala-insula functional connectivity. Directional connectivity analysis revealed that DBS increased the impact of the ventromedial prefrontal cortex on the amygdala, and decreased the impact of the amygdala on the insula. These results highlight the importance of the amygdala circuit in the pathophysiology of OCD, and suggest a neural systems model through which negative mood and anxiety are modulated by vALIC-DBS for OCD and possibly other psychiatric disorders.