Cell Press: энтропия мозга выявила скрытые причины шизофрении
Американские ученые из Трехинституционального центра трансляционных исследований в области нейровизуализации и науки о данных (TReNDS) выяснили, что при шизофрении нарушается баланс предсказуемости и хаоса в коре головного мозга. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) они обнаружили, что у пациентов резко возрастает энтропия — мера неупорядоченности нейронной активности — в сетях, отвечающих за самосознание и контроль. Исследование опубликовано в журнале Biophysical Reports
В масштабном эксперименте проанализировали данные 1110 человек: 640 здоровых добровольцев и 470 пациентов с диагнозом шизофрения. Ученые оценили так называемую выборочную энтропию, которая показывает, насколько непредсказуемо меняется сигнал мозга во времени. Оказалось, что у здоровых людей наиболее низкая энтропия характерна для сети пассивного режима работы мозга (СПРМ) и лобных долей. Такая энтропия обеспечивает стабильность нейронных связей и слаженность мыслей, когда человек находится в покое. У больных картина резко менялась: в СПРМ и сетях исполнительного контроля был обнаружен разлад. Нейроны начинали работать крайне нерегулярно, теряя связность и координированность.
Шизофрения — тяжелое психическое расстройство, проявляющееся в виде галлюцинаций, бреда и снижения когнитивных функций. Ученые долгое время искали единый системный сбой, способный объяснить все эти симптомы. Новая концепция позволила подойти к проблеме с точки зрения нейрофизики: здоровый мозг балансирует на грани порядка и неопределенности, сохраняя достаточную предсказуемость для стабильности и вариативность для адаптации. При психозах этот баланс рушится. До сих пор разобщение нейронных сетей связывали с нарушением предиктивного кодирования — способности мозга предсказывать поступающие сигналы. Теперь же у исследователей появилось больше данных об этом сбое.
Выявленные скачки энтропии в ассоциативных сетях напрямую коррелировали с клинической картиной: сильнее всего неупорядоченность проявлялась при выраженных позитивных и негативных симптомах шизофрении. Авторы планируют изучить, как эти паттерны меняются со временем под влиянием терапии. В перспективе архитектура энтропии может стать надежным биомаркером для ранней диагностики расстройств, а также поможет врачам объективно оценивать, насколько эффективно выбранные препараты восстанавливают слаженную работу нейронов.
Ранее сообщалось о нахождении сбоя в работе мозга, который повышает риск тяжелых расстройств психики.
???? Самое важное в одном месте — «Газета.Ru» теперь и в MAX.