СДВГ и мозг: когда порядок становится слишком синхронным

Исследование, опубликованное в журнале Translational Psychiatry, предполагает: выраженность симптомов синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) может быть связана с тем, насколько синхронно работает мозг. У взрослых с диагнозом СДВГ обнаружили более устойчивые, длительные закономерности мозговой активности, чем у участников без диагноза. Связь между такими закономерностями и выраженностью симптомов наблюдалась также при анализе всех участников — как с диагнозом, так и без него.

СДВГ может проявляться невнимательностью, импульсивностью и гиперактивностью, причём сочетание и сила симптомов заметно различаются у разных людей. Учёные уже изучали мозговую активность при СДВГ, однако меньше известно о том, как особенности мозговых сигналов связаны с выраженностью симптомов во всей популяции взрослых, а не только у людей с установленным диагнозом.

Авторы использовали концепцию «критичности мозга». Она описывает возможный баланс между двумя крайностями: чрезмерно несогласованной активностью и чрезмерной синхронизацией. Согласно этой модели, мозг эффективнее всего работает у границы между ними — в состоянии, где активность не усиливается и не подавляется чрезмерно. Предполагается, что положение мозга в этом диапазоне зависит от баланса возбуждения и торможения. Поскольку СДВГ связывают с повышенной возбудимостью нервной системы, исследователи ожидали, что симптомы будут соотноситься со сдвигом к чрезмерной синхронизации.

Хамед Хаке из Хельсинкского университета и его коллеги измеряли долгосрочные временные корреляции — особенность мозгового сигнала, при которой колебания ритмов в один момент связаны с колебаниями через секунды или даже минуты. Такие корреляции наиболее выражены вблизи предполагаемой критической границы, поэтому их используют как косвенный показатель режима работы мозга. Это не прямое измерение «критической точки».

В исследовании участвовали 70 взрослых: 36 человек без СДВГ (средний возраст — 34 года, 13 женщин) и 34 человека с ранее поставленным диагнозом (средний возраст — 37 лет, 19 женщин). Им записывали мозговую активность в состоянии покоя и во время двух заданий с помощью магнитоэнцефалографии — метода регистрации магнитных сигналов, возникающих при работе мозга. В первом задании нужно было замечать едва различимые изображения. Во втором — быстро отвечать на один тип сигнала и удерживаться от ответа на другой.

Участники также заполнили опросники о симптомах СДВГ и импульсивности. Трое участников без диагноза набрали по скрининговому опроснику баллы выше порога, указывающего на возможные симптомы. Их исключили из сравнения групп, но оставили в анализе связи мозговой активности с выраженностью симптомов. Людей с другими психическими или неврологическими заболеваниями в исследование не включали. Участники с СДВГ прекратили принимать назначенные препараты за 24 часа до тестирования.

В заданиях группы в основном справились сходно. Однако участники с СДВГ чаще отвечали там, где следовало сдержаться, — результат, согласующийся с предыдущими исследованиями. Различий в изменчивости времени реакции не выявили, хотя этот показатель часто связывают с СДВГ. Авторы допускают, что задание было недостаточно сложным или что сама процедура записи в сканере повысила уровень возбуждения у обеих групп.

В мозговых сигналах у группы с СДВГ обнаружили более сильные долгосрочные корреляции. Во время задания на обнаружение изображений это проявлялось в более медленном альфа-ритме — 8–13 колебаний в секунду, а во время задания на ответ — в более быстром гамма-ритме, 35–65 колебаний в секунду. Размер различий был умеренным. Их нельзя было объяснить возрастом участников или общей силой мозговых ритмов.

Группы различались и тем, как активность менялась при переходе от покоя к заданию. У участников без СДВГ во время поиска изображений широко снижались корреляции альфа-ритма; у группы с СДВГ это снижение было слабым. А при задании на быстрый ответ у участников с СДВГ, напротив, заметно усиливались корреляции гамма-ритма.

Связь с выраженностью симптомов зависела от частоты мозговых ритмов и задания. В гамма-диапазоне более сильные долгосрочные корреляции сопровождали более высокие оценки симптомов; особенно ясно это проявилось в задании на ответ. В бета-диапазоне — 22–24 колебания в секунду — зависимость была нелинейной: самые сильные корреляции наблюдались у участников со средними оценками симптомов, а при низких и высоких оценках они были слабее.

Исследователи трактуют результаты как возможные различия в положении мозга внутри диапазона его рабочих режимов. Небольшое повышение возбудимости, согласно их гипотезе, может приблизить мозг к критической границе, где долгосрочные корреляции достигают максимума. Более сильное повышение может сдвинуть мозг за эту границу, к чрезмерной синхронизации. Так авторы объясняют, почему наиболее выраженные симптомы сочетались с более слабыми бета-корреляциями. Они также предполагают, что умеренно выраженные черты СДВГ иногда могут быть связаны с преимуществами — например, гиперфокусом или поиском новизны. Это предположение согласуется с некоторыми предыдущими работами, но данное исследование не доказывает наличие таких преимуществ.

При этом единого рисунка мозговой активности, который чётко отделял бы всех людей с СДВГ от всех остальных, исследование не выявило: показатели сильно различались от человека к человеку. Авторы назвали предложенный подход новым объяснением симптомов СДВГ и их непрерывного распределения в популяции.

Результаты расширяют научное представление о мозговой динамике, связанной с симптомами СДВГ, но не устанавливают причинно-следственную связь: исследование было наблюдательным. Выборка была небольшой и состояла только из взрослых без других психических и неврологических диагнозов, поэтому выводы могут не описывать всё разнообразие людей с СДВГ.

Есть и дополнительные ограничения. Долгосрочные корреляции могут возникать не только вблизи критической точки, поэтому трактовка через «критичность» остаётся косвенной. Результаты зависели от задания и частотного диапазона, а более раннее исследование записей мозга в покое не обнаружило различий таких корреляций у взрослых с СДВГ. Наконец, участники временно прекращали приём препаратов, поэтому полученные данные могут не отражать их обычное состояние.

Исследование «Симптомы СДВГ в популяции объясняются индивидуальной изменчивостью критичности мозга» подготовили Хамед Хаке, Йонни Хирвонен, Шэн Х. Ван, Яана Симола, Исабель Моралес-Муньос, Бенджамин У. Коули, Й. Матиас Палва и Сату Палва.