Полноценна ли топическая диагностика?
Исследование очаговых поражений головного мозга традиционно использовалось для сопоставления неврологических симптомов с конкретными областями; однако многие неврологические и психиатрические симптомы больше соответствуют повреждению сетей, связывающих различные области мозга. Новый ресурс, названный «Коннектом человека» (Human Connectome Project), созданный благодаря функциональной нейровизуализации тысяч здоровых людей, предоставляет карту связей различных областей мозга. При использовании коннектома поражения в разных областях, вызывающие один и тот же симптом, могут быть связаны с нарушением определенных связей, детекция которых ранее была невозможна.
Этот подход, называемый картированием поврежденной сети, применяется при возникновении психоневрологических симптомов, включая галлюцинации, бред, аномальные движения, боль, кому и когнитивную или социальную дисфункцию. Точное определение участка повреждения может выставить новые цели лечения для пациентов со сложными неврологическими и психиатрическими симптомами.
Чтобы оценить этот новый подход к локализации поражения, полезно понять эволюцию классической локализации поражения, функциональной визуализации, коннектома человеческого мозга и аналитического метода картирования пораженной сети. Разобраться в данном инновационном методе может позволить статья доктора медицинских наук и философии из Бостона Майкла Д. Фокса, опубликованная 6 декабря 2018 г. в «Журнале медицины Новой Англии» («The New England Journal of Medicine»).
Анализ повреждения
Топическая диагностика в неврологии является основой для объяснения большинства неврологических симптомов. Традиционная локализация функций головного мозга ограничивает спектр предполагаемых участков повреждения. Нарушение сложного поведения, такое как апатия, агрессия или социальная расторможенность, традиционно связано с повреждением лобной доли. Этот тип анализа учитывает причинно-следственные связи между нейроанатомическими структурами и поведением человека.
С появлением компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) причинно-следственные связи могут быть выведены в результате временного соответствия между симптомом и поражением, обнаруженным с помощью визуализации.
Со временем стало очевидно, что локализация на основе поражения иногда имеет недостатки, поскольку сходные симптомы могут возникать в результате поражений в совершенно разных областях мозга — взаимосвязь между симптомами и местом поражения не является прямой.
Распространенные нейроповеденческие и психиатрические состояния, такие как делирий, амнезия, аутизм и шизофрения, встречаются у пациентов без явных поражений головного мозга.
Функциональная нейровизуализация
С помощью данного подхода можно выявлять регионарные изменения метаболизма мозга, кровотока, оксигенации крови, диффузии воды и активности нейронов, поскольку эти физиологические преобразования могут находиться в областях, которые кажутся анатомически интактными. Данный метод особенно полезен при анализе психических нарушений, таких как слуховые галлюцинации, тревога и депрессия, при которых изменения в активности определенных областей могут направить внимание на потенциальные мишени лечения.
Функциональная нейровизуализация может также показать пути взаимодействия областей мозга с использованием МРТ. Поскольку вода движется по волокнистым пучкам белого вещества более свободно, чем через них, можно реконструировать пути белого вещества и идентифицировать волокна, проходящие между областями мозга. Однако такой метод имеет свои ограничения при очаговой атрофии и нарушении метаболизма, которые не позволяют обнаружить полноценную связь.
Коннектом человека
Крупномасштабная функциональная нейровизуализация — Human Connectome — позволила создать нормативные карты анатомического и функционального соединения областей мозга, которые превосходят ранее доступные модели. Эти карты создаются с использованием МРТ и дальнейшей обработки полученных данных.
Коннектом человека можно использовать для определения, существует ли связь между поражениями в различных областях мозга. Показано, что различная локализация повреждений, которые вызывают зрительные галлюцинации, функционально связаны с частью мозга, участвующей в формировании визуальных образов. Это шаг вперед по сравнению с традиционным анализом поражений, потому что один и тот же симптом часто вызывается поражениями в разных областях в результате существования вышеупомянутой связи.
Примером, демонстрирующим роль коннектома в анализе повреждений, является проблема инсульта. Ишемия в стволе головного мозга, среднем мозге, мосте или коре головного мозга может вызвать паралич конечностей на противоположной стороне. Эти поражения не могут перекрываться в одной области мозга, но все они пересекают кортикоспинальный тракт — анатомическое соединение, которое можно визуализировать с помощью коннектома. Степень поражения кортикоспинального тракта коррелирует с объемом двигательных нарушений.
Коннектом также полезен в случаях неидентифицированной области поражения, которая приводит к возникновению психоневрологических симптомов. Используя результаты нейровизуализации (МРТ, КТ) у пациентов со сходными симптомами, возможно определение основных связей пораженных областей с помощью коннектома и установление причинно-следственной связи.
Для некоторых симптомов локализация поражения демонстрирует наличие соединений с более чем одной областью, и только патологический процесс во множественной связи может вызвать симптом. Например, поражение, которое вызывает бред отрицательного двойника (синдром Капгра), связано как с ретросплениальной корой, которая вовлечена в обнаружение фамильярности, так и с правой вентральной лобной корой, которая вовлечена в оценку убеждений. Связь может помочь объяснить, как одно поражение может нарушить две функции и привести к возникновению сложных и необычных симптомов.
Практическое применение метода
Ожидается, что картирование сети поражения определит новые цели лечения на основе полученных данных. Например, транскраниальная магнитная стимуляция (transcranial magnetic stimulation — TMS) экстрастриарной зрительной коры позволяет уменьшить зрительные галлюцинации; TMS дополнительной моторной зоны уменьшает гемихорею при болезни Гентингтона; прицельная стимуляция моторной коры в проекции нижних конечностей уменьшает акинезию при болезни Паркинсона.
Проводится анализ полученных данных для идентификации связей, ответственных за бредовые идеи, патологические наклонности и психопатии.
Разрабатываются атласы коннектома, основанные на сотнях тысяч клинических случаев, методах визуализации с более высоким разрешением. Наборы данных могут быть сопоставлены по полу и возрасту для каждого пациента, чтобы создать более точный анализ сложного поведения. По мере того как улучшаются карты коннектома человеческого мозга, должно увеличиваться и их значение как ресурса для картирования сложных неврологических и психоневрологических симптомов.
- Fox M.D. (2018) Mapping symptoms to brain networks with the human connectome. N. Engl. J. Med., 379(23): 2237–2245. doi: 10.1056/NEJMra1706158.
Маргарита Марчук
