Как мозг и гены спорят о гиперактивности: новое исследование

Комбинация мозговых сканов и генетических данных помогает точнее предсказывать импульсивность и проблемы с вниманием у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Группа корейских исследователей под руководством Су Хён Джон и Джонг Хван Ли (Университет Кореи) решила объединить данные о работе мозга и о том, какие гены у ребёнка активны, чтобы понять, почему дети с диагнозом СДВГ не могут усидеть на месте и вовремя останавливаться.

Напомним, СДВГ – это нейроразвитийное расстройство, из-за которого ребёнок не может сосредоточиться, ведёт себя импульсивно и часто слишком активен – что, как вы, возможно, замечали в российских школах, не добавляет им популярности ни среди учителей, ни среди одноклассников. Генетика отвечает за 70–80% риска развития этого состояния, но вот какие именно гены — загадка. Современные методы поиска таких генов указывают на микроскопические эффекты, почти незаметные в реальной жизни. С другой стороны, нейроучёные умеют сканировать мозг при помощи МРТ, и знают, что у детей с СДВГ паттерны мозговой активности отличаются от обычных ровесников. Но до недавнего времени никто не пробовал всерьёз объединить эти два типа данных.

Исследователи проанализировали данные долгосрочного американского проекта развития мозга подростков. В выборке оказалось 394 ребёнка с СДВГ и 1000 без диагноза (контрольная группа). Возраст – 9-10 лет, этнически отобраны только европейцы для «чистоты эксперимента» — да, разнообразие отложили на потом.

Оценку импульсивности проводили с помощью компьютерного теста Stop Signal Task (SST): надо быстро нажимать кнопку по команде «Вперёд» и моментально тормозить при сигнале «Стоп». Этот тест довольно жёстко меряет склонность действовать не подумав. Во время испытания МРТ фиксировало поведение мозга, а исследователи ещё и пытались (ирония науки) по «взрослым» тканям мозга примерно предсказать, какие гены действительно активны у десятилетних детей. Для анализа применили хитрую статистическую обработку — «параллельный независимый компонентный анализ».

Результат: три пары «мозг-гены», отвечающие за импульсивность, обнаружены. Первая — в коре, связана с зонами принятия решений и торможения, плюс гены иммунитета и обмена веществ. Вторая — мозжечок: раньше думали, что он только про движения, но здесь нашлась связь с умственными процессами и с генами, регулирующими экспрессию других генов. Третья — область системы вознаграждения (nucleus accumbens) и гены, отвечающие за воспаление и гибкость связей между нейронами.

Самое важное: если использовать только МРТ или только гены, модель плохо предсказывает, насколько ребёнок импульсивен. Объединяя оба источника — точность значительно выше. Особенно хорошо модель предсказывала время, за которое ребёнок может затормозить уже начатое движение и насколько стабильно он реагирует на сигналы. У детей с СДВГ это очень «плавающее» умение. Более того, некоторые паттерны мозга в мозжечке оказались неожиданно связаны со способностями к обучению (IQ) у гиперактивных детей.

Минусы: все участники – только европейцы; данные по генам взяты с взрослых мозгов, а не детских; МРТ — с разных аппаратов, хоть и учли это в анализе. Будущие исследования должны решать эти проблемы.

Авторы отмечают, что биологически обоснованный подход помогает связывать молекулярные процессы с реальным поведением и уходить от поиска «волшебной таблетки» в одном гене или одной точке мозга. Исследование опубликовано в журнале Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging. Авторы: Су Хён Джон, Джэ-ён Кан, Джундонг Хван, Винс Ди Кэлхаун и Джонг-Хван Ли.