Курс электросудорожной терапии с билатеральным наложением электродов приводит к изменению показателей регионарного метаболизма глюкозы у пациентов, страдающих эндогенной депрессией. Существует достоверная связь между клиническим улучшением и уровнем регионарного церебрального метаболизма глюкозы. Наиболее выраженные изменения метаболизма глюкозы затрагивают фронтальные, префронтальные и париетальные отделы коры. Наиболее значимое снижение метаболизма происходит билатерально в верхних отделах лобных долей, дорзолатеральном и медиальном префронтальном кортексе, левом внутреннем отделе височной доли. В то же время значительно увеличиваются показатели регионарного метаболизма глюкозы в затылочной доле. Уменьшение регионарного метаболизма глюкозы приводит к развитию побочных эффектов и осложнений электросудорожной терапии, поэтому заслуживает внимания снижение регионального церебрального метаболизма глюкозы в левой височной области после электросудорожной терапии и достоверная зависимость между числом сеансов и процентом редукции обмена глюкозы в левой средней височной извилине, что может привести к развитию расстройств памяти и когнитивному дефициту.
Электросудорожная терапия стимулирует микроструктурные изменения в гиппокампе, связанные с синаптической пластичностью. Медиатором синаптической реорганизации служит церебральный нейротрофный фактор, содержание которого в гиппокампе и дентальной извилине возрастает вследствие длительного применения электросудорожной терапии или лечения антидепрессантами.
Электросудорожная терапия может способствовать нейрогенезу, степень которого коррелирует с числом сеансов терапии. Новые клетки продолжают существовать по меньшей мере 3 мес после завершения лечения. Длительное применение электросудорожной терапии увеличивает синаптические взаимосвязи в проводящих путях гиппокампа, однако истощает долговременную потенциацию, приводя к расстройствам памяти. Существует гипотеза, что именно истощение синаптической потенциации приводит к когнитивным побочным эффектам электросудорожной терапии.