为了更好地理解抑郁和焦虑背后的生物学原理，Williams和她的同事们对801名先前被诊断患有抑郁症或焦虑症的研究参与者进行了评估，他们使用了一种被称为功能性核磁共振成像(fMRI)的成像技术来测量大脑活动。他们扫描了志愿者休息时的大脑，以及他们从事不同任务时的大脑，这些任务旨在测试他们的认知和情感功能。科学家们将研究范围缩小到大脑中与抑郁症有关的区域，以及这些区域之间的联系。

他们使用一种被称为聚类分析的机器学习方法对患者的大脑图像进行分组，在他们研究的大脑区域中确定了六种不同的活动模式。

科学家们还随机分配了250名研究参与者，让他们接受三种常用的抗抑郁药或行为谈话疗法中的一种。与具有其他生物型的患者相比，具有一种亚型的患者对抗抑郁药文拉法辛(俗称文拉法辛)的反应最好，这种亚型的特征是大脑认知区域过度活跃。那些患有另一种亚型的人，他们的大脑在休息时与抑郁和解决问题有关的三个区域的活动水平更高，他们的症状在行为谈话疗法中得到了更好的缓解。而那些有第三种亚型的人，他们在休息时控制注意力的大脑回路的活动水平较低，与其他生物型的人相比，谈话治疗不太可能改善他们的症状。

生物类型和他们对行为治疗的反应基于他们对大脑这些区域的了解是有意义的，医学博士Jun Ma说，他是伊利诺伊大学芝加哥分校的贝丝和乔治维图医学教授，也是这项研究的作者之一。他们在试验中使用的治疗方法教会患者更好地解决日常问题的技能，因此这些大脑区域的高水平活动可能使具有这种生物类型的患者更容易接受新技能。至于那些与注意力和参与相关的区域活动较低的人，首先解决活动较低的药物治疗可能会帮助这些患者从谈话治疗中获益更多。

Williams说:“据我们所知，这是我们第一次能够证明抑郁症可以通过大脑功能的不同破坏来解释。从本质上讲，这是一种基于大脑功能客观测量的个性化心理健康医疗方法的演示。”

在最近发表的另一项研究中，Williams和她的团队表明，使用功能磁共振成像大脑成像可以提高他们识别可能对抗抑郁药物治疗有反应的个体的能力。在那项研究中，科学家们关注的是一种他们称之为认知生物型的抑郁症亚型，这种亚型影响了超过四分之一的抑郁症患者，对标准抗抑郁药的反应不大。通过使用功能磁共振成像识别认知生物型，研究人员准确预测了63%的患者缓解的可能性，而不使用脑成像的准确率为36%。这种准确性的提高意味着提供者更有可能在第一次就得到正确的治疗。科学家们现在正在研究针对这种生物型的新疗法，希望为那些对标准抗抑郁药没有反应的人找到更多的选择。