ЛЕНТА

Полосатое тело помогло диагностировать шизофрению автоматически

Ang Li et al. / Nature Medicine, 2020

Ученые из Китая разработали алгоритм, который на основании особенностей активности полосатого тела диагностирует шизофрению с точностью более 80 процентов. Также этот анализ позволяет прогнозировать восприимчивость пациента к терапии антипсихотическими препаратами. Аномалии функционирования полосатого тела коррелируют с работой дофаминергическиой системы и экспрессией генов, которые связаны с риском развития шизофрении. Статья опубликована в журнале Nature Medicine.

Диагностирование шизофрении осложняется очень широкой симптоматикой и тем, что причины этого заболевания изучены слабо. Основная гипотеза о механизме шизофрении заключается в нарушении дофаминового баланса. Дофамин — нейромедиатор с широким спектром функций, он тесно связан с системой поощрения в мозге. При шизофрении в основном назначают антипсихотики, которые блокируют дофаминовые рецепторы и снижают активность этого медиатора.

Ученые полагают, что структура, которая играет центральную роль в развитии шизофрении — это полосатое тело, — группа базальных ядер полушарий головного мозга. У больных в этой структуре зачастую повышена дофаминергическая активность. Ань Ли (Ang Li) и его коллеги из Китайской академии наук решили использовать аномалии функционирования полосатого тела как маркер для диагностики шизофрении. Для этого провели фМРТ мозга 560 больным шизофренией и 540 здоровым людям.

Затем ученые обучили классификатор на основе метода опорных векторов определять диагноз (здоров или болен шизофренией) по трем характеристикам работы полосатого тела: амплитуде низкочастотных колебаний, активности связей внутри полосатого тела и с внешними структурами мозга (всего более 12 тысяч элементов).

Для каждого добровольца вычислили коэффициент аномальности полосатого тела по положению характеристик в пространстве опорных векторов: коэффициент был отрицательным у больных и положительным у контрольных участников. Кроме того, ученые провели перекрестную проверку алгоритма, протестировав его на данных из разных медицинских центров и разных аппаратов МРТ. Также вычислили и коэффициент аномальности полосатого тела для пациентов с другими психическими заболеваниями.

Ученые проверили, связаны ли отклонения работы полосатого тела с повышением активности дофаминергической системы и с экспрессией генов, которые ассоциируют с шизофренией. Для этого использовали результаты позитронно-эмиссионной томографии и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии здоровых добровольцев. Также проанализировали данные об активности 43 генов, которые связаны с шизофренией. Пространственную экспрессию маркеров дофаминергичекой системы и выбранных генов сравнили с распределением амплитуд низкочастотных колебаний в полосатом теле.

Исследователи обнаружили ряд различий в работе полосатого тела между людьми с шизофренией и здоровыми добровольцами. Например, у больных была увеличена амплитуда низкочастотных колебаний, а также отличались (по сравнению с контрольной группой) связи полосатого тела с другими областями. Алгоритм, который обучили на этих данных, отличал больных шизофренией с точностью более 80 процентов. Показатель не отличался от контрольных групп для всех исследованных психических заболеваний кроме биполярного расстройства — у людей с таким диагнозом коэффициент был ниже, чем в контроле.

Средняя амплитуда низкочастотных колебаний в стриатуме у больных шизофренией (красный) здоровых (синий) участников. На горизонтальной оси — различные медицинские центры Китая, на МРТ-аппаратах которых были получены данные

Ang Li et al. / Nature Medicine, 2020

Поделиться

Различия во внешних проекциях стриатума больных шизофренией и здоровых людей. Синий — проекции у больных были выражены слабее, красный — сильнее

Ang Li et al. / Nature Medicine, 2020

Поделиться

Коэффициент аномальности полосатого тела значительно различался среди больных. Оказалось, что этот показатель связан с восприимчивостью к лечению антипсихотическими препаратами. Это наблюдение может помочь индивидуально подбирать терапию, так как зачастую невосприимчивость к антипсихотикам обнаруживают только после неудачи с несколькими препаратами и их концентрациями.

Как маркеры дофаминергической системы, так и гены, которые связаны с риском шизофрении, были активны в тех же зонах полосатого тела, в которых амплитуда низкочастотных колебаний была высока. Значит, оба эти механизма могут лежать в основе изменений активности полосатого тела при шизофрении.

Ученые давно ищут структурные и молекулярные особенности мозга, характерные для шизофрении. Выявили всего 413 генов, которые связаны с этим заболеванием. Кроме полосатого тела, в участии в развитии шизофрении подозревают мозолистое тело, а изменения эта болезнь вызывает и в ряде других отделов мозга. Подробно про шизофрению, ее причины, симптомы и лечение можно почитать в материале «Безумие в наследство» (здесь его продолжение).

Алиса Бахарева

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.