РФФИ 15-06-05758 Роль структурных и метаболических ресурсов головного мозга в обеспечении функций дорсолатеральной префронтальной коры

Целью исследования является определение влияния нейробиологических процессов, ассоциируемых с вариабельностью структурных и метаболических паттернов головного мозга, на функциональное состояние дорсолатеральной префронтальной коры.   В рамках проекта проводится мультимодальный\мультидисциплинарный анализ широкого спектра показателей, полученных нейровизуализационными, нейрофизиологическими, психологическими методами.

 

Ключевые результаты этапа 2015 года включали статистически значимые корреляции у психически здоровых испытуемых между эффектом Струпа и соотношением тормозных\возбудительных нейромедиаторов (GABA\GLX) в лобной доле правого полушария, а также корреляции между показателями психической скорости и объемом коры в области клина (рис.1)

 

Рис. 1.

Результаты корреляционного анализа между временем выполнения пробы «называние цветов» и показателями толщины коры   правого полушария в группе больных шизофренией (A), показателями объема серого вещества коры в левом полушарии в группе здоровых испытуемых (C). Кластеры нанесены на инфлированный стандартный кортикальный шаблон FreeSurfer, значение CWP представлено в соответствии с цветовой шкалой (числа на шкале равны -log(10)CWP).

У больных на начальных этапах шизофрении обнаружили снижение психической скорости и изменение знака и локализации корреляций этого показателя с толщиной коры относительно здоровых (рис.1) , также была подтверждена микроструктурная патология крючковидного пучка левого полушария и колена мозолистого тела. Только у больных в дорсолатеральной префронтальной коре левого полушария была выявлена статистически значимая корреляция между уровнем N-ацетиласпартата и креатин\фосфокреатином.   У больных низкочастотная ритмическая ТМС в височной области оказывала десинхронизирующее и\или тормозное влияние на генераторы волны Р300 с фокусом в области воздействия, в то время как в парадигме со стимуляцией в области дорсолатеральной префронтальной коры механизмы, опосредующие эффекты ТМС, практически не вовлекали нейронную сеть, ассоциируемую с нейрофизиологическими (Р300) процессами избирательного внимания.

Выявленные закономерности рассматриваются в рамках представлений о том, что нейробиологические процессы оказывают воздействие на индивидуальные особенности психических проявлений (в норме) и их нарушений (на модели шизофрении). Обсуждается влияние юношеского возраста на особенности структуры и функции префронтальной коры,

Ключевые результаты 2016 года были получены в рамках анализа т.н. структурной и функциональной связанности дорсолатеральной префронтальной коры.

У больных шизофренией были обнаружены выраженные нарушения микроструктуры различных трактов белого вещества, в том числе, в лобных отделах (рис.1)

Рис.1. Области снижения фракционной анизотропии у больных шизофренией по сравнению с психически здоровым контролем

Отдельно проведенный анализ ряда ключевых трактов (рис 2)  выявил изменения в первую очередь в ассоциативных волокнах между дорсолатеральной (ДЛПК) и вентролатеральной  (ВЛПК) префронтальной корой, природа этих аномалий, как можно предположить, связана с нарушением процессов миелинизации волокон

   

 

Рис.2. Анализируемые части коннектома (ДЛПК-ВЛПК),  ДЛПК- таламус, ДЛПК- верхняя височная извилина

Было показано, что патология трактов коррелирует с изменениями электрофизиологических показателей, в основном,  с замедлением процессов в диапазоне волны Р300 (ассоциируемой с поддержанием рабочей памяти, избирательным вниманием, оценкой произведенного действия).