Шизофрения меняет карту мозга: отпечаток пальца разума, который ломает эмоции и решения

Понять, как именно мозг формирует и поддерживает нейронные связи при психических расстройствах, — задача, за которой стоит будущее диагностики и терапии. Совместная работа учёных из РЭУ имени Г. В. Плеханова, СамГМУ и Пловдивского медицинского университета стала одним из шагов к этому пониманию. Исследователи подробно изучили, как изменяется работа мозга у людей с диагнозом "шизофрения", и смогли выявить важные особенности функционирования нейронных сетей. Эти данные постепенно формируют новое представление о природе расстройства и его влиянии на когнитивные процессы.

Как строилось исследование

Основой стали данные функциональной МРТ, полученные от двух групп: 43 пациентов с шизофренией и 63 здоровых добровольцев. Такой дизайн позволил максимально корректно сравнить особенности нейронной активности. Специалисты использовали сетевой подход, который позволяет рассматривать мозг не как отдельные зоны, а как взаимосвязанную систему.

Анализ проводился методами сетевой статистики и мультиграфового анализа — современных математических инструментов для изучения сложных структур. Они позволяют увидеть тонкие различия в распределении связей, которые невозможно заметить при традиционных способах обработки данных.

Что обнаружили учёные

Ключевым результатом стало выявление повышенной плотности связей в мозге пациентов. На первый взгляд может показаться, что "больше связей" означает "лучше", но исследование показало обратное: избыточная связность приводит к снижению эффективности обработки информации. Мозг при этом начинает работать менее согласованно, а нейронные цепи — давать сбои в передаче сигналов.

Особенно заметны различия оказались в областях, играющих ключевую роль в обработке эмоций, принятии решений и фильтрации поступающей информации: височных, орбитофронтальных и поясных зонах. Ослабление сигналов внутри этих структур отражается на внимании, поведении и когнитивных функциях пациентов.

Данные зон мозга и их роль

Почему мозг становится "избыточно связанным"

У здорового человека нейронные связи формируют оптимальную сеть: одни участки мозга плотно взаимодействуют, другие включаются только при необходимости. При шизофрении же наблюдается ситуация, когда слишком многие зоны начинают "общаться" друг с другом одновременно. Из-за этого система теряет способность эффективно распределять нагрузку. Возникает перегрузка сигналами, а мозговые цепи перестают работать слаженно.

Советы шаг за шагом: как проводят подобные исследования

1. Формируют выборку из пациентов и здоровых добровольцев.

2. Проводят фМРТ в состоянии покоя или при выполнении задач.

3. Создают карту мозговых связей на основе кореляций сигналов.

4. Применяют сетевые методы для выявления кластеров и узловой нагрузки.

5. Сравнивают структуры между группами и определяют ключевые отличия.

6. Проверяют результаты с использованием дополнительных методов анализа.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: рассматривать мозг как набор отдельных зон.
  Последствие: упущены взаимосвязи, определяющие динамику расстройства.
  Альтернатива: сетевой анализ нейронных связей.
• Ошибка: опираться только на количественные показатели активности.
  Последствие: не выявляются нарушения согласованности сигналов.
  Альтернатива: мультиграфовый анализ и изучение структуры сети.
• Ошибка: исключать функциональные различия между группами.
  Последствие: невозможность установить клинически важные паттерны.
  Альтернатива: сопоставление фМРТ-данных с когнитивными тестами.

А что если…

…аналогичные подходы применить к другим нейропсихиатрическим диагнозам — например, к депрессии, биполярному расстройству или деменции? Тогда можно выявить свои паттерны связности, что позволит создавать новые методы ранней диагностики и прогнозирования.

Плюсы и минусы сетевого анализа мозга

FAQ

Какие технологии использовались?
Функциональная МРТ, сетевой статистический анализ и мультиграфовые модели.

Можно ли применять методику для диагностики?
Пока рано говорить о клиническом применении, но методика может стать основой для новых диагностических инструментов.

Почему избыточная связность вредна?
Потому что нарушает баланс между интеграцией и разделением задач внутри мозговых сетей.

Мифы и правда о шизофрении

Миф: мозг при шизофрении имеет меньше связей.
Правда: исследование показывает обратное — связей больше, но они работают менее эффективно.

Миф: нарушения локализованы только в одной зоне мозга.
Правда: изменена работа множества областей, особенно в сетях, отвечающих за внимание и эмоции.

Миф: расстройство неизменно.
Правда: понимание нейронной связности позволяет разрабатывать индивидуальные подходы к терапии.

Три интересных факта

• Сетевой анализ мозга изначально применяли к интернет-трафику и транспортным системам.
• У каждого человека уникальная карта мозговых связей — как отпечаток пальца.
• Слишком плотная связность в мозге встречается не только при шизофрении, но и в некоторых фазах биполярного расстройства.

Исторический контекст

1990-е: появление фМРТ как метода исследования активности мозга.

2010-е: активное развитие сетевой нейронауки.

Наше время: применение мультиграфового анализа для поиска биомаркеров психических заболеваний.