Les techniques d’imagerie fonctionnelle permettent une observation « dynamique » des modifications d’activations cérébrales. Même si les modifications cérébrales des psychothérapies (thérapie cognitivo-comportementale (TCC) et thérapie interpersonnelle) sont moins documentées dans la dépression que l’effet des chimiothérapies, certaines données sont disponibles.

Au niveau préfrontal, après un traitement jugé efficace, une augmentation du métabolisme a été rapportée dans certaines études alors qu’une diminution a été rapportée par d’autres équipes. Une équipe californienne a comparé le métabolisme cérébral régional de 14 patients déprimés traités par thérapie interpersonnelle, 10 patients déprimés traités par IRS et 16 témoins. Alors que dans la majorité des études un hypométabolisme au niveau du cortex préfrontal est décrit, se normalisant après la rémission des symptômes dépressifs, cette équipe a retrouvé un hypermétabolisme préfrontal initial se normalisant après traitement par IRS (inhibiteur de la recapture de la sérotonine) ou par thérapie interpersonnelle.

De plus, des différences d’activation importantes entre les traitements pharmacologiques et traitements psychothérapiques ont été décrites. Une équipe canadienne, chez 14 patients déprimés traités par TCC et 13 patients déprimés traités par IRS, a trouvé des résultats opposés entre psychothérapie et chimiothérapie au niveau du cortex préfrontal (diminution avec TCC, augmentation après un traitement par IRS) et des régions limbiques (augmentation après TCC et diminution avec la IRS).

Même si l’effet des psychothérapies sur le fonctionnement cérébral est difficile à objectiver dans la dépression du fait de l’hétérogénéité des patients, des formes de psychothérapies et du petit nombre de patients étudiés, ces résultats sont intéressants. En effet, leur hétérogénéité est compatible avec l’hypothèse selon laquelle les traitements de la dépression sont sous-tendus par des mécanismes d’action différents et passeraient par un mécanisme d’équilibre corticolimbique pouvant s’obtenir selon des voies différentes d’activation (corticocorticale, corticolimbique, limbosubcorticale) mais qui certainement à plus long terme aboutit à une normalisation et un retour à l’état d’équilibre.