Исследователи из Института нейровизуализации и информатики Марка и Мэри Стивенс (Stevens INI) Медицинской школы Кека Университета Южной Калифорнии возглавят всемирную работу по картированию того, как восемь распространенных психических расстройств влияют на функцию мозга, при поддержке пятилетнего гранта в размере 3,2 миллиона долларов от Национальных институтов здравоохранения.
Глобальная инициатива по гармонизированной функциональной МРТ в психиатрии проанализирует более 94 000 снимков мозга, собранных в 257 исследовательских центрах в 27 странах, от участников в возрасте от 4 до 95 лет. Проект охватывает шизофрению, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР), синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), расстройство аутистического спектра и нервная анорексия. Исследователи говорят, что это будет крупнейшее функциональное МРТ-исследование, когда-либо проводившееся, как по количеству сканированных людей, так и по количеству принявших участие лабораторий.
Каждое из этих состояний изучалось в основном самостоятельно, причем каждая группа использовала свои собственные инструменты. Когда каждая лаборатория обрабатывает свои снимки одинаково, мы наконец сможем выяснить, какие аномалии головного мозга являются общими для всех расстройств, а какие являются специфическими. Наши новые глобальные усилия будут иметь огромную силу для выявления сигнатур мозга, которые наиболее чувствительны к каждому заболеванию, что поможет нам выбрать подходящее лечение и предсказать реакцию на лечение».
Пол М. Томпсон, доктор философии, заместитель директора Stevens INI, директор Консорциума ENIGMA и главный исследователь проекта.
Чтение мозга в состоянии покоя
В основе проекта лежит функциональная МРТ в состоянии покоя, которая записывает активность мозга, пока человек спокойно лежит в сканере. Сканирование отслеживает небольшие изменения уровня кислорода в крови, которые повышаются и понижаются в зависимости от работы областей мозга. Когда два региона поднимаются и опускаются в ногу, как музыканты, отсчитывающие такт в оркестре, исследователи считают их функционально связанными. Недавняя работа обнаружила функциональные сети, участвующие в внимании, размышлениях и планировании, со сложной структурой переключения и взаимодействия между ними, которая нарушается при психических заболеваниях.
В небольших исследованиях сообщалось о различиях в этих моделях связей у людей с психическими заболеваниями, но результаты было трудно сравнивать. В лабораториях используются разные сканеры и разные этапы анализа, а в одном исследовании редко участвует достаточное количество людей, чтобы обнаружить едва заметные эффекты.
«Существует общее мнение, что многие состояния, которые мы изучаем в психиатрии, имеют общие корни в мозге, однако исследования каждого состояния по-прежнему проводятся в основном изолированно, отчасти потому, что сравнивать множество диагнозов одновременно в больших масштабах очень сложно», — сказал Фрэнк Хиллари, доктор философии, профессор психологии и неврологии в Университете штата Пенсильвания. «Одной из важнейших целей этого проекта является разработка общих методов изучения функционирования сетей мозга, чтобы различные области психиатрии можно было изучать параллельно и лучше понимать их сходства и различия».
Один метод, восемь нарушений
Эти усилия расширяют Консорциум ENIGMA, глобальную сеть, объединяющую более 2500 ученых в 47 странах, которые проводят одни из крупнейших исследований мозга при неврологических и психиатрических заболеваниях. В рамках этого проекта восемь отдельных международных исследовательских групп, каждая из которых занимается одним расстройством, согласились анализировать свои функциональные сканы с помощью одного и того же стандартизированного конвейера обработки, общего набора программных шагов, которые очищают каждое сканирование и одинаково измеряют мозговые связи и динамические изменения мозга. По мнению исследователей, это первая глобальная попытка стандартизировать анализ функционального сканирования мозга в психиатрии.
«До сих пор результаты аутизма и шизофрении могли быть получены в результате очень разных вариантов анализа, поэтому мы не могли справедливо их выстроить», — сказала Клара Моро, доктор философии, доцент кафедры психиатрии Университета Монреаля и сопредседатель рабочей группы ENIGMA по функциональной МРТ. «Соглашение о целевом мультивселенном подходе, который используется во всем мире и при различных расстройствах, позволяет нам впервые выявить отличительные особенности этих состояний».
Размер объединенного набора данных также открывает двери для методов искусственного интеллекта, которым необходимы большие объемы данных для изучения надежных закономерностей. Команда планирует использовать эти инструменты для поиска маркеров заболеваний, слишком малозаметных для обнаружения в небольших исследованиях.
Проверка того, как расстройства группируются вместе
Более ранние генетические исследования показывают, что эти состояния можно разделить на три группы: расстройства настроения и психотические расстройства, нарушения развития и компульсивные расстройства. Исследователи проверят, демонстрирует ли функция мозга одну и ту же группировку, что может указывать на общую биологию при состояниях, которые в настоящее время диагностируются отдельно.
Команда также изучит, как такие лекарства, как литий и антипсихотики, влияют на различия в функциональной динамике и связях мозга. Более широкие цели проекта включают улучшение диагностики, выяснение того, как эти расстройства влияют на мозг, а также определение показателей работы мозга, которые можно использовать при испытаниях лекарств, чтобы определить, работает ли лечение. Любые такие меры потребуют дальнейшего тестирования, прежде чем они смогут помочь в диагностике или лечении.
«Исследования такого масштаба зависят от того, насколько исследователи со всего мира согласятся поделиться методами и заняться одними и теми же вопросами», — сказал Артур В. Тога, доктор философии, директор Стивенс INI. «Объединив данные десятков тысяч людей по восьми заболеваниям, эта работа может помочь психиатрии перейти к мерам, основанным на биологии мозга».
О проекте
В команду лидеров входят 17 учреждений в США, Канаде, Германии, Нидерландах, Швейцарии, Франции и Австралии. Этот проект финансируется Национальным институтом психического здоровья, входящим в состав Национальных институтов здравоохранения, под номером гранта R01MH142539. В число исследователей Стивенса INI, участвующих в проекте, входят доктора. Кристофер Р.К. Чинг, Кэтрин Лоуренс и София Томопулос (менеджер консорциума ENIGMA).
Источник:
Медицинская школа Кека Университета Южной Калифорнии
