Функциональные методы МРТ и результаты при шизофрении.
Функциональные методы МРТ-визуализации позволили исследователям объединить нейрокогнитивное тестирование со структурными нейроанатомическими измерениями, принять во внимание как когнитивные, так и аффективные парадигмы, а затем создать методы и алгоритмы компьютерной диагностики. [1] [2] Функциональная МРТ имеет ряд преимуществ, таких как неинвазивность, относительно высокое пространственное разрешение и достойное временное разрешение. Одним из конкретных методов, использованных в недавних исследованиях, является функциональная магнитно-резонансная томография в состоянии покоя, rs-fMRI. ФМРТ-визуализация применялась в многочисленных поведенческих исследованиях при шизофрении, результаты которых указывают на потенциальные области мозга, которые управляют ключевыми характеристиками познания и аффекта.
В «переформулировке» модели уязвимости бинарного риска исследователи предложили гипотезу множественного воздействия, которая использует несколько факторов риска — некоторые из которых имеют большую вероятность, чем другие — для выявления лиц из группы риска, часто генетически предрасположенных к шизофрении . [3] Процесс определения клинических критериев шизофрении для ранней диагностики поставил перед учеными серьезную задачу. [4]
Методология
[ редактировать ]Быстрое увеличение числа исследований шизофрении охватывает такие темы, как аномальная активность при «двигательных задачах, рабочей памяти, внимании, беглости слов, обработке эмоций и принятии решений». [5] В отличие от множества исследований, посвященных положительным симптомам расстройства, исследования шизофрении с помощью фМРТ в первую очередь анализируют «сбои» нервной системы и, как следствие, поведенческие нарушения. [5] Чтобы подтвердить, что задание активирует идентичные области у пациентов с шизофренией по сравнению с контрольной группой, данное задание обычно начинается с простого процесса, так что как пациенты, так и здоровые субъекты сравнения выполняют точность, близкую к 100%; затем задача усложняется, чтобы различить активацию между двумя группами с разными способностями людей. [5]
Подход «базовых симптомов»
[ редактировать ]Подход «базовых симптомов» шизофрении, возникший на основе «ретроспективных описаний продромальной фазы», представляет собой основу для значительной части исследований фМРТ, которые оценивают изменения в познании и сенсорном восприятии , которые могут повлиять на информационные процессы более высокого уровня. [6] [7] Некоторые исследователи выступают против тенденции исследователей приписывать шизофрению процессам более высокого порядка, таким как рабочая память, внимание и исполнительная обработка, вместо этого предпочитая проверять нарушения основных сенсорных и перцептивных функций. [7] Дефицит основных сенсорных функций влияет на процессы более высокого порядка, такие как слуховое распознавание эмоций, перцептивное закрытие, распознавание объектов и т. д. [7] Например, в зрительной системе рудиментарные нарушения функции магноцеллюлярной системы приводят к нарушениям процессов более высокого порядка, таких как закрытие восприятия, распознавание объектов и чтение. [7] С другой стороны, данные фМРТ также свидетельствуют об обратном. В одном исследовании исследователи обнаружили значительно различающуюся активность между здоровыми пациентами и пациентами с шизофренией в левой дорсальной теменной коре и левой вентролатеральной префронтальной коре; поскольку эти области являются важными компонентами лобно-теменной исполнительной системы, гипоактивность этих областей у пациентов с шизофренией во время выполнения задач на рабочую память была теоретически связана с нарушениями исполнительных функций. [8]
ФМРТ в состоянии покоя
[ редактировать ]«Гипотеза разъединения» является ключевой теорией, описывающей отказ механизмов, лежащих в основе шизофрении, в частности, неспособность должным образом интегрировать информацию. [9] Функциональная связь, которую оценивает фМРТ, определяется как координация активности между областями мозга. Он измеряется как «временные корреляции низкочастотных колебаний ЖИРНОГО сигнала между анатомически различными областями мозга» и может выявить сети состояний покоя. [10] Предполагается, что причина корреляций в измерениях фМРТ связана с «коррелированной частотой срабатывания взаимосвязанных нейронов». [11] Функциональная магнитно-резонансная томография в состоянии покоя (rs-fMRI) стала мощным инструментом для изучения функциональной связи сетей по всему мозгу, таких как сеть режима по умолчанию (DMN). [12]
Аномальные связи мозга уже давно считаются фундаментальной причиной психоза при шизофрении. [13] rs-fMRI может помочь оценить региональные взаимодействия в состоянии покоя, а также наличие измененных, уменьшенных или гиперактивных связей при психических расстройствах , таких как шизофрения. Во время экспериментов с фМРТ в состоянии покоя участников просят расслабиться, бодрствовать, но ни о чем не думать. Важно отметить, что сети состояний покоя могут меняться между состояниями с открытыми и закрытыми глазами. [14] Затем исследователи измеряют спонтанную активацию мозга. [10] Изучение состояния покоя сетей мозга имеет несколько преимуществ. Основная причина заключается в том, что спонтанная нейронная активность составляет большую часть активности мозга, в отличие от нейронной активности, основанной на выполнении задач. [14] Кроме того, rs-fMRI устраняет мешающие эффекты, такие как различия в производительности здоровых субъектов и пациентов при выполнении заданий; rs-fMRI также требует меньше движений, чем исследования фМРТ, основанные на задачах. [14] Подходы к анализу функциональных связей на основе начального анализа/ROI широко распространены в rs-fMRI при шизофрении. Сначала выбирается начальное число (область интереса), а затем из начального числа и всех остальных вокселей извлекаются ЖИРНЫЕ временные ряды. После предварительной обработки определяется временная корреляция между начальным числом и другими вокселами мозга, и программное обеспечение создает функциональную карту связности. [10] Сравнения исходных данных с помощью rs-fMRI выявили функциональную разобщенность у пациентов с шизофренией в многочисленных исследованиях с использованием различных ROI для их исходных данных — в целом у пациентов с шизофренией наблюдается пониженная связность. [10] Эта информация согласуется с результатами экспериментов, предполагающими снижение активации миндалевидного тела у пациентов с шизофренией, например, во время индукции грустного настроения. [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Морган, Кевин Д.; Даззан, Паола; Морган, Крейг; Лаппин, Джулия; Хатчинсон, Джерард; Саклинг, Джон; Фирон, Пол; Джонс, Питер Б.; Лефф, Джулиан; Мюррей, Робин М.; Дэвид, Энтони С. (август 2010 г.). «Проницательность, серое вещество и когнитивные функции при первом психозе» . Британский журнал психиатрии . 197 (2): 141–148. дои : 10.1192/bjp.bp.109.070888 . ISSN 0007-1250 . ПМИД 20679268 . S2CID 17223664 .
- ^ Алгумаи, Али Х.; Альгунайд, Рами Ф.; Рушди, Мухаммед А.; Ясин, Инас А. (24 мая 2022 г.). «Слияние функций и уровней принятия решений для обнаружения шизофрении на основе данных фМРТ в состоянии покоя» . ПЛОС ОДИН . 17 (5): e0265300. Бибкод : 2022PLoSO..1765300A . дои : 10.1371/journal.pone.0265300 . ISSN 1932-6203 . ПМК 9129055 . ПМИД 35609033 .
- ^ Дэвис, Джастин; Эйр, Харрис; Джека, Феличе Н ; Додд, Зеетал; Дин, Оливия; МакИвен, Сара; Дебнат, Моноджит; МакГрат, Джон; Мэйс, Майкл; Аммингер, Пол; МакГорри, Патрик Д.; Пантелис, Христос; Берк, Майкл (01 июня 2016 г.). «Обзор уязвимости и рисков шизофрении: за пределами гипотезы двух поражений» . Неврологические и биоповеденческие обзоры . 65 : 185–194. doi : 10.1016/j.neubiorev.2016.03.017 . ISSN 0149-7634 . ПМЦ 4876729 . ПМИД 27073049 .
- ^ Ябленский, Ассен (30 сентября 2010 г.). «Диагностическая концепция шизофрении: ее история, эволюция и перспективы» . Диалоги в клинической неврологии . 12 (3): 271–287. doi : 10.31887/DCNS.2010.12.3/ajablensky . ПМК 3181977 . ПМИД 20954425 .
- ^ Jump up to: а б с Гур, Ракель Э .; Гур, Рубен К. (30 сентября 2010 г.). «Функциональная магнитно-резонансная томография при шизофрении» . Диалоги в клинической неврологии . 12 (3): 333–343. дои : 10.31887/DCNS.2010.12.3/rgur . ПМК 3181978 . ПМИД 20954429 .
- ^ Шульце-Люттер, Фрауке; Теодориду, Анастасия (февраль 2017 г.). «Понятие основных симптомов: его научная и клиническая значимость» . Мировая психиатрия . 16 (1): 104–105. дои : 10.1002/wps.20404 . ПМК 5269478 . ПМИД 28127912 .
- ^ Jump up to: а б с д Джавитт, Дэниел К. (1 апреля 2009 г.). «Когда двери восприятия закрываются: восходящие модели нарушения познания при шизофрении» . Ежегодный обзор клинической психологии . 5 (1): 249–275. doi : 10.1146/annurev.clinpsy.032408.153502 . ISSN 1548-5943 . ПМК 4501390 . ПМИД 19327031 .
- ^ Рудерт, Томас; Ломанн, Габриэле (декабрь 2008 г.). «Анализ конъюнкций и пропозициональная логика в анализе данных фМРТ с использованием байесовской статистики» . Журнал магнитно-резонансной томографии . 28 (6): 1533–1539. дои : 10.1002/jmri.21518 . ПМИД 19025961 . S2CID 206097466 .
- ^ Гомес-Пилар, Хавьер (30 июня 2020 г.). Характеристика нейронной активности с использованием теории сложных сетей: приложение к изучению шизофрении . Спрингер. ISBN 978-3-030-49900-6 . OCLC 1176541540 .
- ^ Jump up to: а б с д Ли, Пэн; Фань, Тенг-Тенг; Чжао, Ронг-Цзян; Хан, Ин; Ши, Ле; Сунь, Хун-Цян; Чен, Си-Цзин; Ши, Цзе; Линь, Сяо; Лу, Линь (14 июля 2017 г.). «Измененная связь сетей мозга как потенциальный эндофенотип шизофрении» . Научные отчеты . 7 (1): 5483. Бибкод : 2017НатСР...7.5483Л . дои : 10.1038/s41598-017-05774-3 . ISSN 2045-2322 . ПМК 5511161 . ПМИД 28710394 .
- ^ Ву, Лей; Эйхеле, Том; Калхун, Винс Д. (октябрь 2010 г.). «Реактивность гемодинамических ответов и функциональная связь с различными состояниями альфа-синхронии: параллельное исследование ЭЭГ-фМРТ» . НейроИмидж . 52 (4): 1252–1260. doi : 10.1016/j.neuroimage.2010.05.053 . ISSN 1053-8119 . ПМК 3059127 . ПМИД 20510374 .
- ^ Шнайдер, Ф.; Вайс, Ю.; Кесслер, К.; Саллум, Дж.Б.; Поссе, С.; Гродд, В.; Мюллер-Гертнер, HW (ноябрь 1998 г.). «Дифференциальная активация миндалевидного тела при шизофрении во время печали» . Исследования шизофрении . 34 (3): 133–142. дои : 10.1016/s0920-9964(98)00085-1 . ISSN 0920-9964 . ПМИД 9850979 . S2CID 13213002 .
- ^ Карбасфорушан, Х.; Вудворд, Северная Дакота (1 ноября 2012 г.). «Сети состояния покоя при шизофрении» . Актуальные темы медицинской химии . 12 (21): 2404–2414. дои : 10.2174/156802612805289863 . ПМИД 23279179 .
- ^ Jump up to: а б с Ю, Цинбао; А. Аллен, Елена; Суй, Цзин; Р. Арбабширани, Мохаммед; Перлсон, Годфри; Д. Кэлхун, Винс (1 ноября 2012 г.). «Сети связи мозга при шизофрении, лежащие в основе функциональной магнитно-резонансной томографии в состоянии покоя» . Актуальные темы медицинской химии . 12 (21): 2415–2425. дои : 10.2174/156802612805289890 . ПМЦ 4429862 . ПМИД 23279180 .
- ^ Барч, Дина М.; Чернански, Джон Г. (1 июля 2007 г.). «Аномальная активация теменной коры во время рабочей памяти при шизофрении: нарушения вербального фонологического кодирования в сравнении с общей исполнительной дисфункцией» . Американский журнал психиатрии . 164 (7): 1090–1098. дои : 10.1176/ajp.2007.164.7.1090 . ISSN 0002-953X . ПМИД 17606661 .