Депрессия на МРТ
Развитие депрессии связано со значительными изменениями в когнитивной и эмоциональной сферах, и эти изменения можно выявить с помощью методов функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и электроэнцефалографии (ЭЭГ), причем потенциально – на ранних стадиях, когда еще отсутствует клиническая картина заболевания. С помощью этих методов можно определить группы риска, контролировать эффективность лечения и самое важное – получить информацию, необходимую для понимания механизмов возникновения болезни.
Скорость развития методов электроэнцефалографии и функциональной магнитно-резонансной томографии – как самих платформ, так и методов обработки данных – просто поражает. Например, размеры оборудования для регистрации ЭЭГ в последние годы существенно уменьшились. Сейчас такой аппарат можно легко носить с собой.
Одно из направлений работы и одна из задач, стоящих перед математиками и физиками – поиски способа совмещения различных технологий нейровизуализации для одновременного сбора данных гемодинамики (фМРТ), и электрофизиологической активности (ЭЭГ). Дело в том, что МРТ дает хорошее разрешение в пространстве, позволяет видеть структуры, расположенные на расстоянии 1 мм друг от друга и оценивать гемодинамические процессы в каждой из них, но имеет слишком маленькое временное разрешение – если процесс происходит быстрее, чем за несколько секунд, его просто невозможно заметить. ЭЭГ позволяет получить хорошее разрешение во времени, всего две миллисекунды, но точность пространственной локализации составляет только ± 3–5 см
Наш проект мультидисциплинарный, в нем принимают участие ученые совершенно разных специальностей – от психологов и лингвистов до физиологов и программистов. Поэтому и инструментарий наш разнообразен: помимо обследования методами фМРТ и ЭЭГ, мы собираем большое количество данных о каждом человеке: анкеты с биографическими подробностями, социальным статусом и религиозными убеждениями; проводим психологические опросы и поведенческие тесты, а также определяем генетические маркеры депрессии – полиморфизмы генов, кодирующих транспортер нейромедиатора серотонина для каждого пациента. Для этого мы берем пробу биологического материала – буккального эпителия (соскоб клеток с внутренней стороны щеки).
Считается, что одно из клинических проявлений депрессии – это повышенная тревожность. Однако в рамках проекта мы провели исследование механизмов депрессии и тревожного расстройства и выяснили, что эти состояния имеют принципиально разные механизмы.
Все нервные клетки, находящиеся в разных отделах мозга, но работающие на одной частоте электрофизиологических колебаний составляют осцилляторную нейронную сеть мозга. Каждая из осцилляторных сетей выполняет в головном мозге определенный класс задач. Например, существуют сети, регулирующие внимание, память, эмоциональную оценку внешних событий и т. д.
Мы проанализировали работу осцилляторных нейронных сетей покоя, которые подразделяются на сети, положительно связанные с задачей (task positive networks) и отрицательно связанные с задачей (task negative networks). Сети покоя – это участки мозга, которые взаимодействуют между собой, когда человек ничего не делает. В случае необходимости решения какой-то задачи положительно связанные с задачей сети усиливают свою работу, а негативно связанные с задачей сети в этот момент снижают свою активность в сравнении с состоянием покоя (Князев и др., 2015).
