Новости

 

В журнале Molecular Psychiatry опубликовано исследование, проведённое Foivos Georgiadis et al., в котором изучались особенности работы нейронных сетей головного мозга у людей с шизофренией. Авторы обнаружили, что наиболее уязвимые участки мозга — это зоны коры с высокой централизованностью. При этом степень повреждения этих областей не зависела от стадии заболевания, а подкорковые отделы изменялись в меньшей степени. Возможным эпицентром заболевания оказалась височно-паралимбическая область, с распространением изменений до нижней лобной извилины. Кроме того, были обнаружены уникальные эпицентры для первого эпизода и ранней стадии заболевания, а также общие эпицентры для всех стадий.

 

Шизофрению можно рассматривать как расстройство работы нейронных сетей головного мозга. Эти изменения наблюдаются на любой стадии заболевания, особенно в височных, паралимбических областях и лобных долях. Нарушения в головном мозге распространяются неравномерно, и причины этих изменений остаются неясными. Недавние исследования продемонстрировали функциональные изменения и изменения в цитоархитектонике коры головного мозга при шизофрении, что позволяет предположить, что эти изменения определяются архитектурой нейронных сетей, лежащих в основе заболевания.

 

В норме различные участки мозга соединяются между собой при помощи ассоциативных связей, формируя нейронные сети. В каждой сети есть центральное звено, определяющее её работу. Оно требует больше энергии и более чувствительно к повреждениям. Эту концепцию называют теорией узловой уязвимости. Её рассматривают как часть патогенеза нейродегенеративных заболеваний, включая шизофрению. При шизофрении эпицентрами заболевания считаются паралимбические отделы и лобные доли, так как на поздних стадиях заболевания изменения наиболее заметны именно в этих областях. Следующим шагом исследований может быть изучение особенностей нормального состояния нейронных сетей и их изменений при шизофрении на разных стадиях заболевания.

 

Для своей работы авторы изучили базу данных ENIGMA — консорциума метаанализов, в котором собраны данные нейровизуализационных исследований лиц с различной психопатологией. Они отобрали 2439 респондентов с шизофренией или шизоаффективным расстройством и 2867 здоровых участников. Результаты функциональной МРТ в состоянии покоя и диффузионной МРТ здоровых респондентов были взяты из проекта Human Connectome Project (HCP) — 207 человек.

 

Авторы измерили уязвимость узлов, отражающую связь между централизованностью региональной нейронной сети и степенью поражения головного мозга. Затем они создали схемы эпицентров повреждения и сопоставили их с морфологическими изменениями при шизофрении. Они оценили влияние местоположения повреждений, стадии заболевания, его клинических особенностей и сравнили полученные результаты с работой нейронных сетей при аффективных расстройствах.

 

Обнаружено истончение коры головного мозга в лобно-височных отделах, а также уменьшение объёма гиппокампа, таламуса и миндалевидного тела в обоих полушариях. Истончение коры при шизофрении было сильнее выражено в функциональных и структурных кортико-кортикальных узлах по сравнению с областями без центров. Снижение объёма подкорковых структур было в меньшей степени связано с функциональными подкорково-корковыми центрами и не связано со структурными подкорково-корковыми центрами. К функциональным центрам с наибольшим истончением коры относились супрамаргинальная извилина, нижняя теменная извилина, верхняя височная извилина слева, верхняя лобная и предцентральная извилины. К структурным центрам с наибольшим истончением коры относились верхняя лобная извилина, верхняя височная извилина слева, средняя височная извилина, правая островковая доля и нижняя теменная извилина слева.

 

При проверке того, отражает ли уменьшение объёма корковых структур при шизофрении уровень связности отдельных областей головного мозга, авторы обнаружили, что функциональными и структурными корковыми эпицентрами заболевания являются энторинальная кора, скорлупа, нижняя височная извилина и дополнительная моторная область. Подкорковыми функциональными эпицентрами оказались миндалевидное тело, хвостатое ядро и бледный шар. Структурных подкорковых центров не обнаружено. Таким образом, в шизофренический процесс могут быть вовлечены несколько областей, а не одна.

 

Для определения влияния длительности заболевания авторы разделили шизофрению на стадии: первый эпизод (менее месяца), ранняя стадия (менее 2 лет) и поздняя стадия (более 20 лет). Они обнаружили, что на всех стадиях функциональная и структурная степень централизации коррелирует с истончением коры. Корковые изменения более значительны в областях с корково-корковыми центрами. Эпицентры первого эпизода были выявлены в затылочно-теменной области, ранней стадии — в височно-лобной области. В поздней стадии шизофрении эпицентры не были выявлены. На всех стадиях заболевания нарушения в функциональных и структурных центрах были расположены в трансмодальных областях, включая теменные, височные и лобные области. Эти данные свидетельствуют о наличии локальных участков для первого эпизода психоза и ранних стадий шизофрении.

 

При исследовании особенностей нарушений при различной симптоматике авторы обнаружили связь корково-корковых изменений с наличием функциональных и структурных центров. Эпицентр был выявлен в височно-паралимбических отделах. Однако зависимости от позитивной или негативной симптоматики, а также от приёма лекарств не обнаружено. Общая симптоматика, оцениваемая по шкале PANSS (Positive and Negative Syndrome Scale), коррелировала с эпицентром в сенсомоторных отделах коры, простирающихся до поясной извилины и островковой доли. Общий показатель PANSS коррелировал с эпицентром в соматосенсорных и моторных отделах, продолжающихся до супрамаргинальной извилины.

 

При сравнении особенностей структуры головного мозга при различных заболеваниях авторы обнаружили следующее: истончение коры при биполярном расстройстве коррелировало с корково-корковыми центрами, были выявлены эпицентры во фронтальной, орбитофронтальной областях, левой нижней лобной извилине и хвостатом ядре. При большом депрессивном расстройстве структурный эпицентр обнаружен в прилежащем ядре. Наибольшее сходство эпицентров выявлено между шизофренией и биполярным расстройством.

 

Таким образом, исследование подтвердило, что корковые нарушения при шизофрении связаны с нарушением архитектоники нейронных сетей в головном мозге. Централизованность узлов и эпицентры заболевания в височно-паралимбической и лобной сетях являются основными компонентами этих взаимоотношений. Дезорганизация нейронных сетей определяет паттерны повреждения, что наблюдается на разных стадиях заболевания и у пациентов с различной клинической картиной. Эпицентры шизофрении совпадают с эпицентрами биполярного расстройства, что предполагает наличие общих путей нарушения нейронных сетей при этих заболеваниях. Новое исследование способствует выявлению потенциальных изменений в работе нейронных сетей для лучшего понимания структурных изменений при шизофрении и индивидуальной вариативности.

 

Перевод: Вирт К. О.

 

Редактура: Жоров Е. Н.

 

Источник: Foivos Georgiadis et al. Connectome architecture shapes large-scale cortical alterations in schizophrenia: a worldwide ENIGMA study. Molecular Psychiatry. https://www.nature.com/articles/s41380-024-02442-7