Мозг подаёт сигналы — настроение меняется

Более слабые входящие связи с важной для эмоций областью мозга связаны с более выраженными симптомами депрессии у молодых взрослых без диагностированных психических расстройств. К такому выводу пришли авторы исследования 890 человек, опубликованного в International Journal of Neuropsychopharmacology. По рисунку этих связей участников удалось разделить на группы с разным уровнем симптомов, однако исследование не создавало диагностический тест и не показывает, что по снимку мозга можно определить депрессию у конкретного человека.

Учёные изучали субгенуальную переднюю поясную кору — небольшой участок в передней части мозга, который участвует в регулировании эмоций и телесных реакций. Изменения активности этой зоны и её связей ранее связывали с депрессией; её также рассматривают как мишень для методов стимуляции мозга при лечении. Обычные методы анализа снимков показывают, какие области активны одновременно, но не позволяют оценить направление связи.

Чтобы исследовать направленные взаимодействия, команда под руководством Huey-Ting Li из Йельской медицинской школы применила анализ причинности по Грейнджеру. Этот статистический метод оценивает, предшествуют ли колебания сигнала в одной области изменениям в другой и помогают ли их предсказывать. В сочетании с функциональной МРТ, которая отслеживает изменения кровотока, он даёт оценку направленности связи, но не доказывает, что одна область мозга непосредственно управляет другой.

Исследователи проанализировали данные МРТ в состоянии покоя из проекта Human Connectome Project — крупного исследования здоровых взрослых. В выборку вошли 890 человек в возрасте от 22 до 35 лет: 459 женщин и 431 мужчина. Участники также заполнили опросники о депрессии, тревожности и других эмоциональных и поведенческих симптомах.

Команда рассмотрела связи субгенуальной передней поясной коры с 268 областями мозга, отдельно оценив сигналы, направленные к ней, и сигналы, идущие от неё. Затем участников сгруппировали по сходству рисунка связей и сравнили выраженность симптомов. Для проверки исследователи повторили анализ с помощью стандартных показателей одновременной активности областей.

Сигналы к изучаемой зоне поступали из многих участков, в том числе лобных и теменных областей, связанных с планированием и вниманием, передней островковой коры, участвующей в обработке телесных и эмоциональных ощущений, височных зон и мозжечка. Орбитофронтальная кора, участвующая в принятии решений и обработке эмоций, демонстрировала связи в обоих направлениях. Сама субгенуальная кора, по оценкам исследователей, посылала сигналы преимущественно в области, связанные с движением, ствол мозга и мозжечок.

По входящим связям участников разделили на пять групп. В целом показатели депрессивных симптомов возрастали от первой группы к пятой, но статистически надёжное различие обнаружилось лишь между группой с самыми низкими показателями и тремя группами с наиболее высокими. Более слабые сигналы из ряда лобных, теменных, височных и затылочных областей чаще встречались у участников с более высокими показателями. Наиболее выраженные связи выявили для верхней лобной извилины и височных полюсов. Поскольку участники не были клинической группой, различия оставались умеренными: разрыв между группами с минимальными и максимальными показателями был небольшим или средним по величине.

Группы различались не только по депрессивным симптомам, но и по тревожности, физическим жалобам, проблемам с вниманием, агрессивности и нарушению правил. У группы с наиболее выраженными симптомами депрессии в целом была выше нагрузка как на интернализующие проблемы — направленные внутрь, например тревожность и депрессия, — так и на экстернализующие, проявляющиеся во внешнем поведении, например агрессию и нарушение правил.

В группах также различалось соотношение женщин и мужчин. В некоторых группах мужчины набирали больше баллов по отдельным поведенческим проблемам, однако связь между принадлежностью к группам и депрессивными симптомами сохранялась после учёта пола.

Модель машинного обучения распределяла участников по полученным группам с точностью около 87%; более строгая настройка повысила показатель примерно до 92%. Но группы изначально сформировали на основе тех же данных о связях мозга. Поэтому точность говорит о том, насколько хорошо алгоритм различал группы внутри этой выборки, а не о способности диагностировать депрессию у новых людей.

Анализ исходящих связей дал два кластера, которые не различались по симптомам. Стандартные показатели совместной активности также не сформировали содержательно различающихся групп. Авторы предупреждают: это может объясняться не особой важностью входящих сигналов для настроения, а тем, что разные типы связей измеряются с неодинаковой надёжностью.

Исследователи пишут, что результаты «подчёркивают непропорционально большую роль входящих сигналов в субгенуальную поясную кору при различении выраженности депрессивных симптомов» у людей без диагностированных расстройств.

У работы есть существенные ограничения. Участников не набирали по наличию психиатрического диагноза, а у большинства симптомы были сравнительно слабыми. Поэтому результаты не доказывают, что обнаруженные особенности связей позволяют выявлять большое депрессивное расстройство или предсказывать эффект лечения. Исследование основано на одной базе данных, пока не повторено на независимой выборке и отражает состояние участников только в один момент времени. Кроме того, анализ причинности по Грейнджеру для фМРТ оценивает направление изменений кровотока, а не устанавливает, что одна область мозга действительно вызывает активность другой.

Исследование «Функциональные входы в субгенуальную поясную кору различают уровни выраженности депрессивных симптомов у нейротипичных молодых взрослых: анализ причинности по Грейнджеру и кластеризация» подготовили Huey-Ting Li, Yu Chen, Shefali Chaudhary, Jaime S. Ide и Chiang-Shan R. Li.