Диагностика: можно ли оценить степень предрасположенности к шизофрении, анализируя активность мозга во сне?

 

Исследование электрической активности мозга во сне выявило различия между близкими родственниками больных шизофренией и здоровыми испытуемыми: эти различия могут оказаться генетически наследуемым биомаркером предрасположенности к заболеванию. Объединенная итальяно-американская команда ученых, возглавляемая Армандо Д'Агостино, Анной Кастельново и Симоной Сарассо (Миланский университет), сравнила электрическую активность мозга во сне у здоровых испытуемых с активностью мозга у близких родственников больных шизофренией. При анализе записей ЭЭГ, сделанных у родственников пациентов, выявилось значительное снижение параметра, отражающего амплитуду так называемых "сонных веретен" (сигма-ритм) – одного из двух основных элементов ЭЭГ, регистрируемых в состоянии медленного сна. Вместе с тем родственники пациентов имели нормальную плотность сонных веретен – этот показатель обычно изменен при шизофрении. Авторы предполагают, что снижение амплитуды сонных веретен может свидетельствовать о повышенном риске развития шизофрении. Ряд дополнительных отличий, выявленных в картине электрической активности мозга у родственников пациентов, позволяет предположить нарушение связей между группами нейронов, что также, возможно, усиливает предрасположенность к заболеванию. 

Что такое "сонные веретена"?


Сонные веретена, или сигма-ритм (sleep spindles) – элементы, регистрируемые на ЭЭГ в начальной стадии медленного сна. Колебания в "веретене" имеют частоту 12-15 Гц. В ряде исследований пациентов с хронической шизофренией, получающих антипсихотическую терапию, был отмечен дефицит сонных веретен – снижение их амплитуды, длительности, количества и такого показателя, как интегральная веретенная активность (integrated spindle activity, ISA).

Дизайн исследования


Ученые из Миланского университета решили исследовать не пациентов с заболеванием, а их близких родственников, чтобы исключить возможное воздействие медикаментов на работу мозга. Известно, что при ряде генетически обусловленных заболеваний частичные ("эндофенотипные") отклонения от нормы обнаруживаются у здоровых родственников – так дело обстоит и в случае с шизофренией. 

В исследовании участвовали две группы испытуемых. В первой группе было 16 человек (8 мужчин и 8 женщин), непосредственные родственники которых ("родственники первой степени родства") страдали шизофренией: у 11 испытуемых был болен брат или сестра, а у остальных 5 – ребенок. В контрольной группе было 16 человек, в роду которых не отмечалось психических расстройств.

Результаты 

Ученые обнаружили некоторые различия в архитектуре сна между двумя группами: родственники пациентов провели в среднем на 6% меньше времени в фазе быстрого сна и в глубоком сне этапа N3, в то время как длительность этапа N1 у них была повышена на 10%. "Эффективность сна" была у них на 9% ниже, а общая длительность сна (total sleep time, TST) – на целых 25% ниже, чем у испытуемых контрольной группы. 

Также у родственников пациентов была снижена спектральная мощность ЭЭГ-сигнала – как в целом за период ночного сна, так и в первом цикле сна: 

Спектральная мощность ЭЭГ-сигнала у родственников пациентов с шизофренией (FDR) и здоровых испытуемых из контрольной группы (HC). Верхний ряд: спектральная мощность в дельта-диапазоне, вычисленная для всего ночного периода (слева) и для первого цикла сна (справа). Нижний ряд: спектральная мощность в диапазоне сонных веретен (сигма-ритм), вычисленная для всего ночного периода (слева) и для первого цикла (справа). 

Основная находка исследователей – снижение интегральной веретенной активности (ISA) у родственников пациентов по сравнению со здоровыми испытуемыми. Пространственное распределение этой активности было одинаковым в обеих группах, но в группе родственников активность была снижена в центрально-теменной области: 

 Интегральная веретенная активность за всю ночь (a) и за первый цикл сна (b). 

Исследователи не нашли различий в плотности медленных волн между двумя группами, но обнаружили "явные и значительные" нарушения в нескольких других параметрах: амплитуда отрицательного пика (negative peak amplitude, NPAMP), средний нисходящий наклон (average down-slope, ADS), максимальный нисходящий наклон (maximal down-slope, MDS), средний восходящий наклон (average up-slope, AUS) и максимальный восходящий наклон (maximal up-slope, MUS). 

Выводы авторов


Согласно авторам, основным обнаруженным отклонением является сниженная интегральная веретённая активность – этот показатель отражает амплитуду сонных веретен. Ценность исследования заключается в том, что этот показатель впервые был исследован не у больных, а в когорте близких родственников пациентов. У самих испытуемых, средний возраст которых составил  48.5 ± 14.2  лет, не было диагностировано каких-либо расстройств психики. Таким образом, можно предположить, что показатель ISA является одним из эндофенотипов заболевания. 

Второй вывод авторов: скорее всего, сниженное число веретен на единицу времени типично для уже развившегося заболевания, так как у близких родственников этот показатель оказался в норме. Авторы упоминают исследования, в ходе которых были получены несколько иные результаты, но указывают на разницу в методологии и подборе испытуемых. 

Третий вывод: авторы отмечают, что в их исследовании впервые был проведен анализ медленноволновой активности близких родственников пациентов. Судя по отклонениям некоторых показателей, у испытуемых несколько нарушена синхронизация в коре мозга. Обнаруженные отклонения не настолько сильны, чтобы нарушить генерацию волн, но форма волн несколько изменена. 

В заключение авторы приводят ряд факторов, которые могли исказить результаты исследования, например, сниженное качество сна у родственников пациентов, небольшое число испытуемых, возможное несовпадение двух групп по социальному статусу и уровню интеллекта (который сам по себе связан с показателями ЭЭГ во сне), и приходят к выводу о необходимости дальнейших исследований.

 
Оригинальная публикация: Sleep endophenotypes of schizophrenia: slow waves and sleep spindles in unaffected first-degree relatives (Armando D'Agostino et al., Nature 2018)

Перевод, обзор публикации: Тимеев Артём Геннадьевич (переводы фармакологических, биотехнологических текстов с русского на английский и с английского на русский)



  Наш сайт в каталоге Главной Московской доски объявлений 495RU.ru 

Рейтинг@Mail.ru