Посещений:
МОЗГ

Психические расстройства

ДЕФЕКТНЫЕ контуры
Томас Инсел
В мире науки, № 6, С.44- 2010

Нейрофизиологи обнаруживают все новые нарушения нервных контуров, лежащие в основе психических расстройств. Это требует от психиатров пересмотра представлений о причинах душевных болезней
Во все времена врачи старались сначала выяснить причины болезней и только по- том назначать лечение, направленное на их устранение. Однако в случае душевных расстройств картина до недавнего времени была иной: о нарушениях работы мозга, лежащих в основе многих таких заболеваний, ничего не было известно, а потому медики считали их исключительно «психическими» и пытались лечить соответствующими методами — например, психотерапевтическими.
Сегодня ситуация меняется. Обнаружены биологические причины многих психических заболеваний: так, при аутизме выявлены нарушения межнейронных связей, часто обусловленные генными мутациями, а шизофрения рассматривается как болезнь развития мозга. Однако не только обыватели, но и психиатры пока еще не всегда могут согласиться с тем, что такие «чисто психические» болезни, как депрессия, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) и обсессивнокомпульсивное расстройство (ОКР; невроз навязчивых состояний) обусловлены конкретными физиологическими нарушениями.
Главная причина такого отношения кроется в том, что, в отличие от типичных неврологических нарушений (например, болезни Паркинсона или последствий инсульта), каких-либо видимых поражений мозга при психических заболеваниях не выявлено. Однако положение дел в корне изменилось с появлением современных методов нейровизуализации — получения прижизненных изображений мозга. Такие методы позволили наблюдать за активностью разных отделов мозга без вскрытия черепной коробки. В результате при ряде психических расстройств были обнаружены нарушения деятельности отделов мозга или связей между ними даже в отсутствие явного повреждения нервных клеток.
С появлением нейровизуализации мозг человека перестал быть черным ящиком». Впервые возникла возможность проследить за нарушениями связей между отдаленными структурами мозга или координации их активности при психических расстройствах. Связанные между собой отделы мозга, обеспечивающие выполнение той или иной психической функции, часто называют нервными контурами — по аналогии с электронными контурами в радиотехнике. Работы последних лет показывают, что в основе многих психических заболеваний лежат нарушения функционирования вполне конкретных нервных контуров.
Такое «картирование» функциональных нарушений мозга при психических расстройствах только начинается, но сам подход уже вызывает коренные изменения в психиатрии. Впервые появляется возможность объективной диагностики психических болезней, понимания их причин, следовательно, и разработки более эффективных способов лечения.

«Зависший» мозг


Пожалуй, самым ярким примером быстрого прогресса в понимании биологических основ психических болезней служит депрессия. Данное заболевание встречается у 16% американцев и сопровождается повышенным риском социальной дезадаптации, наркомании и самоубийства. В других развитых странах депрессия также одно из самых распространенных заболеваний и одна из ведущих причин нетрудоспособности в возрастной группе от 15 до 44 лет. Депрессия проявляется не только чувством глубокой тоски и безнадежности, но также рядом соматических расстройств — потерей аппетита, нарушениями сна, запорами и утомляемостью, порой сочетающейся с приступами возбуждения. Кроме того, для данного недуга характерны иммунные и гормональные нарушения и повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний. И все же депрессия — это прежде всего психическое расстройство. В настоящее время имеется большое количество данных о том, что роль центрального звена в нервном контуре, ответственном за развитие депрессии, играет маленький участок префронтальной коры (ПФК) — поле 25. Своим обозначением данный участок обязан работам немецкого невролога Корбиниана Бродманна (Korbinian Brodmann), который



ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  • Такие заболевания, как депрессия, не сопровождаются явными органическими поражениями мозга, и потому в течение многих лет считались исключительно «психическими».
  • С помощью методов нейровизуализации были выявлены характерные для разных психических расстройств нарушения активности мозговых структур. Тем самым впервые были обнаружены физиологические механизмы психических симптомов.
  • Изучение этих механизмов позволит выяснить причины поражений мозга при психических расстройствах, разработать объективные способы диагностики и направленные методы лечения




    • НЕРВНЫЙ КОНТУР ДЕПРЕССИИ: ВЛАСТЕЛИН НАСТРОЕНИЯ

    Для больных депрессией характерны общая заторможенность, подавленное настроение, замедленные реакции и нарушения запоминания. Создается впечатление, что активность мозга существенно снижена. В то же время такие проявления, как тревожность и нарушения сна, заставляют предположить, что некоторые участки мозга, напротив, гиперактивны. С помощью визуализации структур мозга, наиболее затронутых при депрессии, было обнаружено, что причина такого рассогласования их активности кроется в дисфункции крохотного участка — поля 25. Это поле непосредственно связано с такими отделами, как миндалевидное тело, отвечающее за развитие страха и тревожности, и гипоталамус, запускающий реакции на стресс. В свою очередь, данные отделы обмениваются информацией с гиппокампом (центром формирования памяти) и островковой долей (участвующей в формировании восприятий и эмоций). У лиц с генетическими особенностями, сопровождающимися сниженным переносом серотонина, размеры поля 25 уменьшены, что может сопровождаться повышенным риском депрессии. Таким образом, поле 25 может быть своего рода «главным контроллером» нервного контура депрессии



    в своем классическом атласе мозга человека, вышедшем в свет в 1906 г., присвоил номера различным зонам коры больших полушарий. В течение более 100 лет труднодоступное поле 25, расположенное в глубине срединной поверхности лобной доли, мало интересовало исследователей. Однако в последнее десятилетие была обнаружена его ключевая роль в развитии депрессии, и в результате оно сразу привлекло внимание неврологов. Так, Хелен Мейберг (Helen Mayberg) с коллегами из Университета Эмори показали, что при депрессии активность поля 25 повышена, а при облегчении состояния — будь то в результате психотерапии, медикаментозного лечения или каких-либо иных вмешательств — она снижается.
    Существуют и другие данные о первостепенной роли поля 25 в развитии депрессии. Данная область исключительно богата переносчиками серотонина — белками, от активности которых зависит количество нейромедиатора серотонина в нервных окончаниях. Многие антидепрессанты действуют именно на них, облегчая опосредованную серотонином передачу сигналов с одного нейрона на другой. В работе, проведенной в Национальном институте психиатрии, Лукас Пезавас (Lukas Pezawas), Андреас Мейер-Линдерберг (Andreas Meyer-Lindenberg) и их сотрудники изучили более 100 изображений мозга у людей, не страдающих депрессией, сравнивая при этом лиц с коротким и длинным вариантами гена переносчика серотонина. Было найдено лишь одно, но постоянное различие: у людей с коротким вариантом, при котором переносчик образуется в меньших количествах и, как считают, повышен риск депрессии, объем поля 25 был снижен, а его активность была разобщена с активностью такого подкоркового образования, как миндалевидное тело (миндалина, амигдала). В результате исследований неврологи в настоящее время рассматривают депрессию как результат расстройства активности нервного контура, в центре которого располагается поле 25. Полагают, что при этом заболевании нарушаются обширные связи данного поля, в том числе с гипоталамусом и стволом мозга (отсюда расстройства аппетита, сна и обшей активности), миндалевидного тела и островковой доли (подавленное настроение и тревожность), гиппокампа (нарушения памяти и внимания) и областей лобной доли (нарушения критичного отношения к своему состоянию и самооценки). Мозг в конечном счете — орган переработки информации, обеспечивающий постоянную интеграцию всех поступающих сенсорных импульсов и координацию ответных реакций. Развивая аналогию с электронными контурами, поле 25 можно рассматривать как главный контроллер, воспринимающий и модулирующий активность обширной сети центров более низкого уровня, отвечающих за страх, память и самооценку. Нарушения функционирования поля 25 могут приводить к расстройствам координации активности таких центров, ошибкам в обработке информации, неверной оценке окружающего мира и собственного состояния. Если такая гипотеза верна, то восстановление нормальной работы поля 25 должно нормализовать и деятельность всех нижележащих центров, облегчая проявления депрессии. Действительно, в исследованиях Мейберг прямое электрическое раздражение участков мозга вблизи данного поля приводило к разрешению симптомов депрессии у больных, не реагирующих на обычные методы лечения.
    Если нарушения деятельности поля 25 приводят к «зависанию» мозга в состоянии аномальной активности, то целью лечения может стать его «перезагрузка». Тот же принцип может использоваться и в отношении других психических расстройств. В особенности это относится к ОКР: даже для неспециалиста очевидно, что при данном заболевании как бы замыкается постоянный порочный круг ненормальных мыслей и поступков.

    Круговорот повторений


    Когда-то обсессивно-компульсивное расстройство, или невроз навязчивых состояний, считалось классическим неврозом — состоянием, вызванным психологическим конфликтом, идеальным объектом для психоанализа. Больные ОКР страдают от навязчивых повторных мыслей (обсессий) и непреодолимого стремления к навязчивым повторным действиям-ритуалам (компульсий). Некоторых из них преследуют мысли об инфицированности и они постоянно моются, порой до крови стирая кожу. Другим все время кажется, что они забыли что-то сделать, и перед уходом из дома они по много раз проверяют, выключена ли на кухне плита, закрыты ли краны и заперта ли дверь. Такие больные обычно осознают беспочвенность своих опасений, но не в состоянии преодолеть навязчивые мысли или действия. В тяжелых случаях больные фактически превращаются в полных инвалидов. Страдающие ОКР часто описывают свои симптомы как «психический тик» — как будто бы их действия неподвластны сознательному контролю. Действительно, при ОКР нередко наблюдаются настоящие тики. Известно, что в управлении движениями участвуют многочисленные контуры, связывающие, в частности, кору головного мозга с базальными ганглиями — структурами, отвечающими за запуск и координацию движений. Непроизвольные движения, наблюдаемые при тиках или, в особенно тяжелой форме, при хорее Гентингтона, обусловлены нарушениями данных контуров и, как правило, поражениями базальных ганглиев. При ОКР методами визуализации также была обнаружена аномальная активность в одном из таких контуров, включающем орбитофронтальную кору (отвечающую, в частности, за приня-

    НЕРВНЫЙ КОНТУР ДЕПРЕССИИ: ГЕНЕРАТОР НАВЯЗЧИВЫХ СОСТОЯНИЙ

    Больные с обсессивно-компульсивным расстройством (ОКР) сравнивают свои навязчивые мысли и действия с неподвластными контролю тиками. Действительно, между этими феноменами есть связь. С одной стороны, непроизвольные движения (например, при хорее Гентингтона) возникают при поражениях базальных ганглиев — группы ядер, отвечающих за запуск и координацию движений. С другой стороны, относящееся к базальным ганглиям хвостатое ядро входит в состав нервного контура, ответственного за развитие ОКР. К нему относится также орбитофронтальная кора (играющая ключевую роль в принятии решений и системе моральных ценностей) и таламус (отвечающий за передачу и интеграцию поступающей в кору чувствительности). У больных ОКР (врезка слева) активность участков лобной коры и базальных ганглиев повышена и более синхронизирована, чем у здоровых лиц



    НЕРВНЫЙ КОНТУР ПТСР: ХРАНИТЕЛЬ СТРАХА

    При посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) стимулы, связанные с психическойтравмой, продолжают вызывать реакцию страха спустя длительное время после травматического воздействия. Полагают, что предрасположенность к ПТСР повышена при нарушениифункционирования вентромедиальной префронтальной коры (вмПФК), т.к. эта область влияетна активность миндалевидного тела — генератора страха и тревоги. В норме после психическойтравмы происходит постепенное угасание реакции страха и замена ее более спокойнойреакцией. Процесс включает научение, в котором участвуют гиппокамп и дорсолатеральнаяпрефронтальная кора. Возможно, вмПФК представляет собой ключевое связующее звеномежду дорсолатеральной префронтальной корой и миндалевидным телом, обеспечивающим«успокоение» последнего в процессе формирования угасания



    тие решений), вентральную часть хвостатого ядра (одну из структур базальных ганглиев) и таламус (отвечающий за передачу и интеграцию чувствительной информации).
    Данные о повышенной активности в этом контуре были получены не только методами нейровизуализации. У большинства больных ОКР лечение (будь то психотерапия или лекарственная терапия) существенно облегчает состояние, и снижается активность орбитофронтальной коры. Если же при тяжелом ОКР обычное лечение оказывается неэффективным, то разобщение орбитофронтальной коры и хвостатого ядра (путем пересечения связывающих их нервных волокон либо подавления передачи по ним импульсов) приводит к ослаблению симптоматики. Такой явный клинический эффект воздействия на определенные связи в определенном нервном контуре служит веским аргументом в пользу того, что проявления психических расстройств могут быть обусловлены нарушениями активности конкретных мозговых структур.
    Что же касается причин аномальной активности нервных контуров при ОКР и других психических расстройствах, то это отдельная тема. Причин может быть несколько, и они способны взаимодействовать сложным образом. В некоторых случаях имеет место врожденная предрасположенность — как, например, при семейной склонности к высокому уровню холестерина или глюкозы в крови. У таких лиц генетические особенности влияют на развитие и работу мозга. Однако, как и при других заболеваниях со сложными причинами, генетические особенности вызывают развитие патологии не сами по себе, а во взаимодействии с влиянием окружающей среды и индивидуальным опытом. Именно поэтому у одних людей психическое расстройство возникает, а у других — нет. Итак, взаимодействие биологических особенностей мозга и факторов окружающей среды в определенных условиях может вызывать или усугублять нарушения функционирования нервных контуров. Такие представления оказались особенно плодотворными для понимания причин психической травмы.

    Неуправляемый страх


    Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), ранее называвшееся боевой усталостью, неврозом военного времени и т.д., — одно из самых частых патологических состояний у ветеранов боевых действий. В настоящее время его рассматривают как тревожное расстройство, сопровождающееся назойливыми неприятными мыслями (в частности, постоянными воспоминаниями о психотравмирующих событиях), кошмарами, постоянной тревожностью и нарушениями сна. Сегодня известно, что ПТСР наблюдается не только у ветеранов, но и у жертв изнасилования, террористических актов и даже автомобильных аварий. На первый взгляд ПТСР мало похоже на состояние, вызванное нарушением функционирования нервных контуров. Даже из названия видно, что его причиной становится внешнее психотравмирующее воздействие. Нарушения сна, повышенная тревожность и другие симптомы наблюдаются непосредственно после таких воздействий у всех людей, постепенно стихая со временем. Однако примерно у 20% лиц через несколько месяцев после психической травмы развивается ПТСР: при воспоминаниях или напоминаниях о пережитом у них возникают реакции, характерные для острого стресса (как правило, сильный страх).
    Постепенное притупление чувства страха обусловлено так называемым угасанием. Оно заключается в том, что при повторном воздействии раздражителя, связанного с психической травмой (например, воспоминании или напоминании о ней), но не вызывающего ее последствий, реакция в виде страха постепенно исчезает и заменяется новой, нейтральной реакцией. Ясно, что угасание (естественное или обусловленное психотерапией) представляет собой один из вариантов научения. При таком подходе ПТСР можно расценивать как нарушение угасания. Результаты недавних исследований на животных и человеке позволяют предположить, что данный процесс может страдать при нарушении функционирования определенного нервного контура, что приводит к предрасположенности к ПТСР.
    Ключевые структуры, отвечающие за формирование страха, — миндалевидное тело и прилежащее к нему скопление нейронов, называемое ядром ложа терминальной полоски. Активация данных структур сопровождается практически всеми признаками реакции страха: учащением сердцебиения, потливостью, «замиранием» и усиленными реакциями на раздражители. Длинные тонкие отростки нейронов миндалевидного тела идут к центрам ствола мозга, ответственным за перечисленные реакции, а также к отделам переднего мозга, влияющим на мотивации, принятие решений и выделение значимых раздражителей. Однако если миндалевидное тело — это двигатель страха, то в мозге должен существовать и тормоз, блокирующий реакцию страха.

    Лечение по своей сути может быть сходным с перезагрузкой зависшегокомпьютера

    Исследования Грега Квирка (Greg Quirk) и его сотрудников из Университета Пуэрто-Рико показали, что ключевую роль в угасании страха у грызунов играет крохотный участок префронтальной коры, известный как инфралимбическая зона. Исследователи вызывали у животных реакцию страха на определенные условные раздражители, а затем формировали угасание. Выяснилось, что в процессе угасания активность в инфралимбической зоне возрастает, т.е. именно этот отдел служит «тормозом» для миндалевидного тела. Прицельное раздражение нейронов инфралимбической зоны вызывало угасание страха даже без обычного повторного предъявления неподкрепляемого раздражителя. Наконец, подавление активности инфралимбической зоны сопровождалось нарушением уже сформировавшегося угасания. Все это говорит о том, что у крыс нормальная функция инфралимбической зоны — необходимое и достаточное условие для подавления страха.
    Методами нейровизуализации у больных ПТСР были выявлены нарушения функционирования вентромедиальной префронтальной коры (вмПФК) — области, аналогичной инфралимбической зоне крыс. В пяти независимых работах было показано, что у больных ПТСР снижена активность вмПФК при предъявлении связанного с психической травмой раздражителя, более того, даже размеры этой области у них меньше. По данным Мохаммеда Милада (Mohammed Milad) и его сотрудников из Массачусетсской больницы, толщина вмПФК у здоровых добровольцев коррелировала со способностью подавлять вызываемый условными раздражителями страх. Элизабет Фелпс (Elizabeth Phelps) и ее сотрудники из Нью-Йоркского университета обнаружили, что при угасании у человека, как и у грызунов, активность вмПФК повышается, а миндалевидного тела — снижается. Данные нейровизуализации постепенно проясняют механизмы положительного воздействия когнитивно-поведенческой психотерапии — разновидности психотерапии, направленной на изменение реакций больного на сложные ситуации. На изображениях мозга видно, что в оценке смысла слов психотерапевта играет роль гиппокамп, а в подавлении страха — дорсолатеральная префронтальная кора. Однако поскольку последняя не име-

    ОБ АВТОРЕ

    Томас Инсел (Thomas R. Insel) — психиатр, нейрофизиолог и директор Национального института психиатрии (федерального учреждения, занимающегося изучением психических расстройств). В его ранних клинических исследованиях была вскрыта роль серотонина в развитии обсессивно-компульсивного расстройства, а в работах на животных была показана важность мозговых рецепторов окситоцина и других веществ в формировании социальных связей. В своем обзоре роли нервных контуров в развитии психических расстройств, как и в остальных своих трудах, Инсел пытается «навести мосты» между физиологией и психологией, в данном случае — между нервной активностью и поведением.


    Исследования функции нервных контуров не только доказали эффективность некоторых видов лечения, но и вскрыли их мозговые механизмы

    ет прямых связей с миндалевидным телом, можно предположить, что роль ключевого связующего звена, соединяющего указанные отделы и обеспечивающего эффект психотерапии, играет вмПФК.

    Коренные перемены


    При всех описанных здесь расстройствах — депрессии, ОКР и ПТСР — выявлена связь между активностью определенных нервных контуров и нарушениями поведения или внутреннего состояния. Во всех случаях оказалась затронутой префронтальная кора. Это и неудивительно: именно эта область мозга наиболее развита у человека, что затрудняет интерпретацию работ на животных, но зато позволяет понять, что делает нас людьми. Считается, что префронтальная кора — главный «распорядитель» мозга, и именно в ней анализируются наши самые сложные цели и мотивации, принимаются решения и планируются действия.
    В то же время при разных заболеваниях, по-видимому, страдает функция разных отделов префронтальной коры и связанных с ней областей мозга. Можно привести и другие примеры: так, при шизофрении выявлена аномальная активность дорсолатеральной префронтальной коры, а при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) наблюдается замедленное развитие всей префронтальной коры в возрасте от 7 до 12 лет.
    При всей убедительности фактов необходимы еще многие исследования для того, чтобы надежно связать разные психические расстройства с нарушением тех или иных мозговых функций. Существенную помощь может оказать изучение генов, ответственных за повышенный риск конкретных психических расстройств. Выявление нарушений нервных контуров, обусловливающих психические расстройства, может иметь большие последствия для диагностики и лечения. В настоящее время классификация таких расстройств строится не на объективных критериях, а лишь на субъективных симптомах, которые вдобавок бывают сходными при разных заболеваниях. Построение новой классификации, основанной на функционировании мозга, может дать совершенно новые подходы к диагностике, при которых будут использоваться такие объективные показатели, как активность мозговых структур, биохимические или морфологические изменения. Объективные критерии, например биохимические показатели крови, электрокардиография или данные лучевой диагностики, служат важным подспорьем во всех областях медицины, и можно надеяться, что и в психиатрии они будут способствовать более точной, а может и более ранней диагностике. В настоящее время диагноз шизофрении ставится на основании

    ОКНО В МОЗГ

    Новые методы нейровизуализации, позволяющие подробно изучать структуру и функцию мозга, даютвозможность все глубже исследовать механизмы нарушения нервных контуров при различных психических расстройствах. Гиппокамп крысы, обработанный потенциалчувствительными красителями, светится красным цветом при усилении импульсации (слева). Структуры развивающегося мозга у генетически модифицированных мышей, нейроны которых флюоресцируют в разных частях спектра,переливаются всеми цветами радуги (внизу в центре). Диффузионная магнитно-резонансная томография — метод анализа полученных при магнитно-резонансной томографии (МРТ) изображений, позволяющий увидеть соединяющие разные отдела мозга волокна, — важное подспорье в изучении нарушений нервных контуров (внизу справа)





    хотя бы одного психотического эпизода — так же как раньше диагноз ишемической болезни сердца ставили лишь после приступа стенокардии. Однако в случае заболеваний мозга поведенческие или когнитивные патологии могут быть лишь поздним проявлением нарушения функционирования нервных контуров, развивающимся только после исчерпания компенсаторных механизмов. Так, при болезни Паркинсона симптоматика возникает лишь после гибели 80% нейронов черной субстанции, а при хорее Гентингтона — после утраты 50% нейронов базальных ганглиев.
    Можно ожидать, что и лечение будет зависеть от характера поражения мозга. Исследование влияний разных видов лечения, в частности психотерапии, на активность нервных контуров может способствовать усовершенствованию методов терапевтического воздействия. Многие современные антидепрессанты и нейролептики, безусловно, эффективны, но не намного больше, чем их предшественники сорокалетней давности. На основании более точных представлений о мозговых механизмах развития таких заболеваний, как депрессия, могут быть разработаны более направленные и эффективные методы воздействия.
    Представления о психических болезнях как результате нарушения определенных мозговых механизмов могут принести плоды уже сегодня — в виде изменения общественного мнения об этих болезнях. В разные времена душевнобольные считались одержимыми, преступными, слабовольными, изуродованными воспитанием и т.д. Современные данные отметают все эти представления. Научно обоснованный подход требует не отвергать таких больных, а подходить к ним со всем тем участием, которого они заслуживают.
    Трудно найти этап в развитии медицины, подобный тому, в который вступает современная психиатрия. На наших глазах она превращается из умозрительной дисциплины, основанной на субъективной оценке «психических симптомов», к полноценной нейронауке. Накапливающиеся данные о механизмах психических расстройств несут революционные преобразования в диагностику и лечение для врачей и облегчение страданий для миллионов больных.

    ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

  • Targeting Abnormal Neural Circuits in Mood and Anxiety Disorders: From the Laboratory to the Clinic. Kerry J. Ressler and Helen S. Mayberg in Nature Neurosci ence, Vol . 10, No. 9, pages 1116 –1124; September 2007.
  • Neural Circuitry Underlying the Regulation of Conditioned Fear and Its Relation to Extinction. Mauricio R. Delgado et al. in Neuron, Vol. 59, No. 5, pages 829–838; September 11, 2008.
  • Disruptive Insights in Psychiatry: Transforming a Clinical Discipline. Thomas R. Insel in Journal of Clinical Investigation, Vol. 119, No. 4, pages 700–705; April 1, 2009.
    • Перевод: Н.Н. Алипов
    Сайт создан в системе uCoz