Сенсорная чувствительность связана с магнитоэнцефалографическими гамма осцилляциями в зрительной коре у здоровых людей

Релиз

Сенсорная чувствительность связана с магнитоэнцефалографическими гамма осцилляциями в зрительной коре у здоровых людей

На сегодняшний день число людей с психическими расстройствами продолжает расти. В то время как большинство других заболеваний человека – болезни сердца, ЖКТ, выделительной системы и другие диагностируются с помощью специальных тестов и технологий, диагностика психических расстройств остается исключительно субъективной и полностью основывается на опыте врачей. Вместе с тем, постановка диагноза и назначение лечения исключительно по внешним признакам и симптоматике может давать неточный результат, потому как не учитывает всю совокупность процессов, измененных в мозге.

В головном мозге существует два основных типа нервных клеток — возбуждающие и тормозные нейроны. Как показывают предыдущие работы многих исследователей, при ряде психических расстройств — например, расстройствах аутистического спектра, шизофрении, эпилепсии, болезни Альцгеймера, мигрени, и др. — соотношение между активностью этих типов нейронов может нарушаться. Зачастую это происходит еще до появления первых признаков заболевания. 

Показатели — «биомаркеры» — которые могли бы детектировать такое нарушение баланса возбуждения и торможения были бы полезны как для постановки диагноза, так и для разработки и тестирования новых лекарств, направленных на восстановление этого баланса.

Как же измерить баланс возбуждения и торможения в головном мозге? На данный момент, единственный надежных подход — инвазивный: он требует установки электродов непосредственно в головной мозг. Конечно же, такой подход не применим для человека: проводить операцию для того, чтобы определить риск развития заболевания или, возможно, его диагностировать — на данный момент совершенно не оправданно. Поэтому наша исследовательская группа занимается поиском неинвазивных биомаркеров, которые позволят получать необходимую информацию без вредного воздействия на мозг. В этом нам помогает метод магнитной энцефалографии (МЭГ). На данный момент в России есть только один аппарат МЭГ, он находится в центре Нейрокогнитивных исследований МГППУ, в Москве. Магнитные поля, регистрируемые с помощью МЭГ, внешне похожи на электрический сигнал, регистрируемый  электроэнцефалографом (ЭЭГ) — прибором, который есть во многих медицинских учреждениях. Однако, в отличие от  электрических, магнитные поля, которые производят нейроны, свободно проходят через череп и кожу головы, а значит, дают более достоверную информацию о функционировании мозга. Это особенно важно в случае высокочастотной и очень низкоамплитудной активности головного мозга — гамма осцилляций, которые можно надёжно детектировать только с помощью МЭГ. Оказывается, что именно эти осцилляции особенно информативны в отношении баланса нервного возбуждения и торможения. 

Наиболее сильные гамма осцилляции можно наблюдать в зрительной коре, где они вызываются определенными типами зрительных стимулов, такими как яркие  движущиеся черно-белые решетки. Мы обнаружили, что при изменении  скорости движения решеток меняется сила «гамма ответа», но происходит это по-разному у разных людей.   

В предыдущей работе, опубликованной в 2019 году в журнале Human Brain Mapping, на шведской группе испытуемых мы обнаружили, что у мужчин с аутизмом, а также в контрольной группе здоровых мужчин такие изменения гамма ответа предсказывали степень чувствительности к сенсорным стимулам в окружающей среде, таким как яркий свет, громкие звуки, резкие запахи, и пр. Чем меньше снижался гамма ответ при быстром движении решетки, тем более неприятны были человеку интенсивные раздражители. Дело в том, что снижение гамма ответа при интенсивной стимуляции, такой как быстрое мелькание черно-белых полос, связано с увеличением активности тормозных нейронов, работающих как охранный механизм, предотвращающий возникновение избыточного возбуждения в мозге. Если этот механизм  работает не достаточно эффективно, это может выражаться в повышенной сенсорной чувствительности. Интересно, что повышенная чувствительность в повседневной жизни часто сопутствует психическим расстройствам, связанным с нарушением баланса возбуждения и торможения (расстройствам аутистического спектра, шизофрении, эпилепсии и другим). Поэтому вероятно, что наш «гамма-показатель» может оказаться полезным биомаркером нарушения этого баланса у пациентов. Однако, для доказательства этого требуются дополнительные подтверждения.

Так, в нашем предыдущем исследовании участвовали только мужчины. Существует ли подобная зависимость между сенсорной чувствительностью и гамма осцилляциями у женщин? Кроме того, воспроизведется ли результат, полученный ранее на шведской выборке, на другой — российской? Последнее — отнюдь не праздный вопрос, так как недавние исследования показали, что процент воспроизводимости результатов в психологических науках удручающе низок. Чтобы ответить на эти вопросы, мы провели повторное исследование, пригласив в качестве испытуемых 27 здоровых москвичек. Это исследование подтвердило ранее выявленную взаимосвязь: наш «гамма-показатель» предсказывал наличие высокой сенсорной чувствительности и у женщин. Эти результаты, полученные на здоровых испытуемых, укрепляют надежду на эффективность предложенного нами биомаркера при психических расстройствах, связанных с нарушениям баланса возбуждения и торможения в головном мозге. В будущем мы надеемся исследовать эффективность этого показателя в различных группах пациентов.   

Исследование опубликовано в журнале «Scientific Reports».

Источник: Научно-образовательный центр нейрокогнитивных исследований (МЭГ-центр)