Потерянные мозговые связи при шизофрении следуют удивительному сценарию

Фото из открытых источников

Исследователи получили более чёткое представление о биологических изменениях, связанных с шизофренией, напрямую измеряя синаптические связи в живом человеческом мозге. Команда использовала специализированную позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) для изучения этих ключевых точек коммуникации между клетками мозга.

Исследование, опубликованное в журнале Molecular Psychiatry, было возглавлено старшими авторами Аврамом Холмсом, доцентом психиатрии Медицинской школы Роберта Вуда Джонсона и ключевым преподавателем Центра передовых исследований человеческой визуализации мозга в Институте здоровья мозга Рутгерса, и Радживом Радхакришнаном, доцентом психиатрии, радиологии и биомедицинской визуализации Йельского университета. Первый автор Сидхант Чопра, ранее постдокторант в лаборатории Холмса, является научным сотрудником Маккензи в Оригене, Центре передового опыта в области психического здоровья молодежи, и Мельбурнском университете в Австралии.

Измерение синаптических связей мозга

Синапсы — это крошечные соединения, которые позволяют клеткам мозга общаться друг с другом через нейронные цепи. Считается, что проблемы, связанные с этими связями, играют роль в когнитивных и эмоциональных симптомах шизофрении. Однако до сих пор учёные имели ограниченное понимание того, где именно происходит синаптическая потеря в мозге живых людей, поскольку традиционные методы томографии, такие как магнитно-резонансная томография, не могут конкретно измерить синапсы.

В исследовании приняли участие 122 человека, включая 29 диагностированных с шизофренией, что делает его одним из крупнейших исследований ПЭТ-визуализации с синаптической плотностью на сегодняшний день. По сравнению со здоровыми участниками, у людей с шизофренией наблюдалось заметное и широкое снижение синаптических связей в нескольких частях мозга. К ним относились лобные и височные области, а также области, связанные с памятью и эмоциями. Потеря также была значительно большей на левой стороне мозга, чем в правой.

Исследователи обнаружили, что этот синаптический паттерн не совпадает с изменениями объёма мозга, которые обычно наблюдаются при стандартных МРТ. Это различие указывает на то, что синаптическая потеря и изменения объёма мозга могут отражать отдельные биологические процессы, а не два метода визуализации, фиксирующие одно и то же базовое изменение.

Молекулярный паттерн, лежащий в основе синаптической потери

Команда также обнаружила, что области мозга с наибольшими синаптическими потерями обычно содержат высокие концентрации рецепторов для важных нейромедиаторов, включая серотонин, гамма-аминомасляную кислоту и глутамат. Это открытие свидетельствует о том, что молекулярные характеристики отдельных областей мозга могут влиять на их уязвимость к изменениям, связанным с шизофренией.

Чтобы изучить, как синаптическая потеря может распространяться по мозгу, исследователи использовали компьютерные модели, основанные на структурных связях мозга. Их моделирование выявило область в левой лобной доле как вероятную отправную точку, откуда синаптическая потеря может распространиться на связанные области.

«Эти данные свидетельствуют о том, что при шизофрении потеря синапса не происходит случайно», — сказал Чопра. «Скорее, он следует молекулярной и связной архитектуре мозга, которая в конечном итоге может помочь определить, где и как вмешиваться.»

«Такое детальное картирование синаптической уязвимости может в конечном итоге помочь определить, где и как вмешиваться для сохранения или восстановления функций мозга, например, новых методов терапии для предотвращения и восстановления синапсов», — добавил Холмс.

Исследователи заявили, что будущие исследования будут опираться на эти результаты, изучая, как меняется синаптическая потеря со временем и как она реагирует на клинические методы лечения. Лучшее понимание этого прогрессирования в конечном итоге может помочь исследователям разработать более точные и персонализированные подходы к лечению шизофрении.