Психиатрия Всемирная психиатрия
№03 2020

Когнитивные нарушения являются важной чертой всех психических расстройств. Идея картирования каждого расстройства на отдельные области мозга в настоящее время в значительной степени заброшена и вытеснена системными подходами нейронаук, которые фокусируются на распределенных сетях и крупномасштабной организации мозга ¹ .
Хотя характер когнитивных нарушений различается при расстройствах, общей характеристикой является неспособность адаптивно изменять или контролировать поведение в соответствии с изменяющимися целями и значимостью внешних стимулов и внутренних психических процессов. Таким образом, дизрегуляция систем когнитивного контроля мозга лежит в основе большинства поведенческих нарушений. Когнитивный контроль – это динамический процесс, основывающийся на гибких целезависимых изменениях мозговых нейронных сетей, а исследования динамических взаимодействий сетей мозга развивают фундаментальные знания о нейробиологических основах психических расстройств ² .
Человеческий мозг организован в сети, каждая из которых состоит из обособленного набора корковых и подкорковых областей, связанных синхронной во времени нейронной активностью ¹ . Внутренняя связность мозговых сетей тесно соотносится с совместной активацией областей мозга в ответ на задачу, и это позволило разграничить внутреннюю связность и связность, относящуюся к выполнению задач, и изучить в рамках системной нейробиологии ³ .
Нейронные сети мозга не только обеспечивают общую основу для характеристики функциональной организации «нейротипического» мозга, но и для изучения нейробиологических основ психических расстройств. В частности, в настоящее время доказано, что аберрации в крупномасштабных сетях мозга, осуществляющих когнитивный контроль, являются трансдиагностическими и лежат в основе практически всех психических расстройств.
Процессы когнитивного контроля реализуются различными крупномасштабными сетями мозга, каждая из которых обладает уникальными пространственными и времен ными характеристиками. Значительное внимание в контексте нарушений когнитивного контроля при психических расстройствах уделяется трем нейронным сетям головного мозга: сеть выделения значимости (salience network – SN), в состав которой входят передняя островковая и дорсальная часть передней поясной коры, с важными подкорковыми узлами в областях обработки эмоций и системы вознаграждения; лобно-теменная «центральная исполнительная» сеть (fronto-parietal – FPN), находящаяся в дорсолатеральной части префронтальной коры и дорсальной части теменной коре, и сеть пассивного режима работы мозга (default mode network – DMN), расположенная в медиальной части задней поясной коры, вентромедиальной префронтальной коре, медиальной части височной доли и угловой извилине ^4,5 .
Сеть SN имеет решающее значение для «определения значимости», то есть обнаружения значимых внешних стимулов и внутренних психических событий и облегчения вовлечения или отключения систем мозга, связанных с обеспечением поведения для достижения цели. FPN вовлечена в активное поддержание и использование информации рабочей памяти. DMN обычно подавляется при концентрации внимания на внешних стимулах и участвует в самовосприятии и автобиографических процессах. Эти сети являются фундаментальными для человеческого познания и необходимы для поддержания адаптивного поведения для достижения цели ^6,7 .
Обобщение полученных за последнее десятилетие результатов позволяет предложить тройную сетевую модель психопатологии, согласно которой аберрантная функциональная организация SN, FPN и DMN и их динамических взаимодействий лежат в основе широкого спектра психических расстройств ² . Дисфункция одной или нескольких из этих сетей была отмечена при многих психических расстройствах, включая аутизм, тревожные и аффективные расстройства, шизофрению, биполярное расстройство и зависимости от психоактивных веществ.
В данной модели выдвигается гипотеза о центральной роли SN в аберрантном выделении и отображении значимых внешних и внутренних событий, что приводит к измененным динамическим временным взаимодействиям с FPN и DMN. Таким образом, неправильное определение значимости и следующие из него нарушения регуляции вовлечения соответствующих задаче мозговых сетей являются непосредственным фактором, лежащим в основе когнитивных нарушений. Данных в поддержку этой модели при многочисленных психических расстройствах становится все больше в последнюю декаду.
Интегративное взаимодействие между сетями критически важно для эффективного когнитивного контроля и поддержания адаптивного поведения ^6,7,8 . С помощью моделей, оценивающих межсетевые динамические взаимодействия, были выявили надежные нейробиологические черты, отражающие когнитивный фенотип при психических расстройствах. Эти модели лучше отражают аберрации в усилении и угасании паттернов совместной активации сетей, возникающих в результате внешних и внутренних психических событий. Временные изменения сетей в динамике лучше отражают клиническую симптоматику и когнитивные нарушения, чем статичные особенности сетей.
В недавнем исследовании мы изучали, сопутствует ли аберрантная функциональная организация SN, FPN и DMN психозу при шизофрении ⁹ . Мы обнаружили, что динамические взаимодействия между сетями относительно SN были значительно сокращены, менее устойчивы и более вариабельны у пациентов с шизофренией по сравнению с “нейротипичным” контролем. Более того, измерения динамических изменений показателей межсетевых взаимодействий во времени коррелировали с когнитивными нарушениями и позитивными, но не негативными симптомами. Таким образом, аберрации в динамическом взаимодействии SN с FPN и DMN являются клинически значимым нейробиологическим признаком психоза при шизофрении. Открытие дизрегуляции динамики мозговых сетей на основе трехсетевой модели дополнительно подчеркивает ценность теоретических подходов системной нейробиологии для характеристики основных когнитивных нарушений и клинических симптомов, связанных с шизофренией.
Выделение нейросетевых основ нарушений когнитивного контроля в развивающемся мозге является наиболее перспективным для заблаговременного оказания помощи. Самые ранние проявления основных психических расстройств обычно возникают в детском и подростковом возрасте, а когнитивные, аффективные и поведенческие отклонения часто наблюдаются за годы до начала заболевания и установления клинического диагноза. Нейронные сигнатуры этих отклонений описаны во множестве мозговых сетей, и доказательства того, что аберрации в динамических взаимодействиях сетей когнитивного контроля вносят свой вклад как в когнитивные нарушения, так и в специфические фенотипические особенности, находят отражение в исследованиях аутизма, синдрома дефицита внимания и гиперактивности и многих других нарушений психического развития. Квалификация траекторий развития сетей когнитивного контроля и, в частности, раннее выявление нарушения взаимодействия сетей может усовершенствовать диагностику, лечение и оказать благоприятное влияние на исходы.
Основная цель психиатрии – выявление психологических и биологических факторов, лежащих в основе когнитивных нарушений, присущих разным диагностическим категориям и объясняющим фундаментальные аспекты психических заболеваний. Нарушения в системах когнитивного контроля, которые регулируют способность адаптивно действовать в соответствии с меняющимися целями и обстоятельствами и реагировать на них, стали отличительной чертой психопатологии. Конвергенция эмпирических данных и теоретических основ для изучения аберраций в мозговых сетях, лежащих в основе когнитивных нарушений, обеспечила фундаментальную информацию о трансдиагностических нейронных контурах и перспективных мишенях для вмешательств. Модели мозговых сетей также дают понимание причин вариабельности клинических симптомов, поведенческих фенотипов и их нейробиологических основ патогенеза.

Перевод: Мурашко А.А. (Москва)
Редактура: к.м.н. Федотов И.А. (Рязань)

Menon V. Brain networks and cognitive impairment in psychiatric disorders. World Psychiatry 2020;19(3):309-310. 

DOI:10.1002/wps.20799