Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1 курс / Психология / Диагностика_и_лечение_психических_и_наркологических_расстройств (1)

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
6.78 Mб
Скачать

моче отражает содержание свободного кортизола в крови. Для исключения влия­ ния факторов стресса на результаты необходимо проведение повторных исследований. Концентрация свободного кортизола в моче в норме составляет 30– 300 нмоль/сутки (10–100 мкг/сутки).

Определение концентрации кортизола проводили на иммунохимическом анализаторе Access 2 (Beсkman Coulter, США), с закрытой системой реагентов, при построении калибровочной кривой.

Таким образом, представленный нами комплекс биохимических методик позволяет оценить состояние окислительно-восстановительного, иммунновоспалительного и гормонального статусов у больных при нейродегенеративных заболеваниях и депрессии позднего возраста, интенсивность окислительного стресса

иего роль в развитии нейродегенеративных изменений мозга. Биохимические показатели про- и антиоксидантной систем, уровень цитокинов и нейротрофинов крови могут быть учтены при нейродегенеративных заболеваниях и депрессии позднего возраста больных при разработке критериев ранней диагностики

ииспользованы для более полного установления диагноза и назначения симптоматической терапии.

Список литературы

1.Дубинина Е. Е., Щедрина Л. В. Окислительный стресс // Депрессия и риск развития соматических заболеваний: Руководство для врачей / под ред. Н. Г. Незнанова, Г. Э. Мазо,

А. О. Кибитова. — Специальное издательство медицинских книг, 2018. — С. 137–148.

2.Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry // J. Gerontol. — 1956. — Vol. 11, N 3. — P. 298–300.

3.Дубинина Е. Е. Продукты метаболизма кислорода и функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). — СПб.: Медицинская Пресса, 2006. —

С. 400.

4.Halliwell B. Reactive oxygen species and the central nervous system // Free radical in the brain. Aging, neurological and mental disorders / L. Packer, L. Philipko, Y. Christen (eds.). — Springer-Verlag, Berlin, N. Y., London, 1992. — P. 21–40.

5.Дубинина Е. Е. Щедрина Л. В. Окислительный стресс: общее понятие об активных

формах кислорода и компонентах антиоксидантной системы. Окислительный стресс

в психиатрии и неврологии / под ред. М. В. Иванова, Е. Е. Дубининой, Н. Г. Незнанова,

В. А. Михайлова. — СПб., 2016. — С. 15–58.

6.Leonard B., Maes M. Mechanistic explanations how cell-mediated immune activation, inflammation and oxidative and nitrosative stress pathways and their sequels and concomitans play a role in the pathophysiology of unipolar depression // Neuroscience and Biobehavioral

Reviews. — 2012. — Vol. 36. — P. 764–785.

7.Дубинина Е. Е., Щедрина Л. В., Мазо Г. Э. Основные биохимические аспекты патогенеза депрессии. Часть 1 // Успехи физиол. наук. — 2018. — Т. 49 (1). — С. 28–49.

8.Moniczewski A., Gawlik M., Smaga I., Niedzielska E., Kizek J., Przegalinski E., Perad О., Filipet М. Oxidative stress as an entiological factor and a potential treatment target of psychiatric disorders. Part 1. Chemical aspects and biological sources of oxidative stress in the brain // Pharmacological Reports. — 2015. — Vol. 67. — P. 560–568.

9.Maes M., Yirmyia R., Noraberg J., Brene S., Hibbeln J., Perini G., Kubera M., Bob P., Lerer B., Maj M. The inflammatory and neurodegenerative [I&ND] hypothesis of depression: leads

210

for future research and new drug developments in depression // Metab. Brain. Dis. — 2009. — Vol. 24. — P. 27–53.

10.Тиганов А. С., Копейко Г. И., Брусов О. С., Клюшник Т. П. Новое в исследовании патогенеза и терапии эндогенной депрессии // Журн. неврологии и психиатрии. — 2012. —

Т. 11. — С. 65–72.

11.Maziere C., Auclair M., Maziere J. C. Tumor necrosis factor enhances low density lipoprotein oxidative modification by monocytes and endothelial cells // FEBS Lett. — 1994. —

Vol. 338 (1). — P. 43–46.

12.Дубинина Е. Е., Ковругина С. В., Коновалов П. В. Показатели окислительного стресса при нейродегенеративных заболеваниях (сосудистая деменция, болезнь Альцгеймера) //

Успехи геронтологии. — 2007. — Т. 20. — С. 109–113.

13.Uchiyama M., Mihara М. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobar­ bituric acid test // Analit. biochem. — 1978. — Vol. 86. — Р. 271.

14.Ukeda H., Shimamura T., Tsubouchi M., Nakai Y., Sawamura M. Spectrophotometric Assay of Superoxide Anion Formed in Maillard Reaction Based on Highly Water-soluble Tetrazolium Salt // Anal. Sci. — 2002. — Vol. 18. — P. 1151–1154.

15.Paglia D. E., Valentine W. N. Studies on the Quantitative and Qualitative Characterization of Erythrocyte Glutathione Peroxidase // Journal of Laboratory and Clinical Medicine. — 1967. — Vol. 70. — P. 158–169.

16.Deisseroth A., Dounce A. L. Catalase: Physical and chemical properties, mechanism of catalysis, and physiological role // Physiol. Rev. — 1970. — Vol. 50. — P. 319–375.

Список сокращений

АБ — болезнь Альцгеймера АОЗ — антиоксидантная защита

АОС — антиоксидантная система АФК — активные формы кислорода ГПО — глутатионпероксидаза ГР — глутатионредуктаза МАО — моноаминооксидаза МДА — малоновый диальдегид

ОАА — общая антиоксидантная активность плазмы

ОМБ — окислительная модификация белков ОС — окислительный стресс ПОЛ — перекисное окисление белков

ПОС — прооксидантная система СОД — супероксиддисмутаза

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ В НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ

Н. И. Ананьева, Т. А. Саломатина, Е. В. Андреев, Л. Р. Ахмерова

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день помимо структурной МРТ, прочно вошедшей в рутинную диагностическую практику, возникает огромный интерес к исследованию механизмов функционирования головного мозга, как в норме, так и при патологических состояниях. Следует отметить, что успешная реализация этих исследований возможна лишь в рамках мультидисциплинарного подхода.

Практическое применение функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) было обосновано и доказано при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, эпилепсия, болезнь Паркинсона, депрессивные расстройства, опухоли головного мозга, инсульты и др.

Функциональные методы исследования головного мозга позволяют оценивать изменения в функционировании головного мозга в результате повреждения, осуществлять дифференциальную диагностику, контролировать эффективность терапии и реабилитации, определять мишени для нейромодуляции и объективизации резистентности.

Данные методические рекомендации позволят специалистам ознакомиться с основными принципами фМРТ, методологическими особенностями, типами фМРТ исследований, применимых в психиатрической и неврологический практике, технике проведения фМРТ исследования, построении дизайна фМРТ эксперимента.

К современным методам функциональной нейровизуализации принято относить следующие:

••Электроэнцефалография (ЭЭГ) — неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации его био­ электрической активности.

••Магнитная энцефалография (МЭГ) — неинвазивный метод, позволяющий измерять и визуализировать магнитные поля, возникающие вследствие биоэлектрической активности в различных точках головного мозга.

••Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — радионуклидный томографический метод исследования кровотока и нейрохимических процессов.

••Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) — неинвазивный метод нейровизуализации, измеряющий активность головного мозга путем регистрации разницы между оксигенированным и дезоксигенированным гемоглобином (BOLD-эффект).

••Функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия (fNIRS) — неинвазивный метод визуализации, включающий количественную оценку кон-

212

центрации хромофоров, полученную путем измерения затухания света

в ближней инфракрасной области (NIR) или временных и фазовых изменений.

••Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT) — метод томографической визуализации в ядерной медицине с использованием гамма-лучей.

История возникновения метода

ФМРТ как метод возникла в 1990 году в лаборатории AT&T Bell (США) под руководством С. Огавы, который применил к МРТ магнитные свойства оксигенированной и дезоксигенированной крови, открытые в 1936 году Л. Полингом

иЧ. Кориеллом. Тогда же, в 1990 м году, С. Огава описал BOLD-контраст в экспериментах на грызунах, помещенных в сильное магнитное поле.

В1992 году были опубликованы первые исследования с фМРТ на людях. В этих экспериментах использовались МР-сканеры с силой магнитного поля в 1,5 Тл. Кеннет Квонг и его коллеги смогли добиться активации зрительной коры человека, используя последовательность EPI (Echo planar imaging) с градиентным эхом

иинверсионным восстановлением при силе магнитного поля в 1,5 Тл (рис. 1). Дж. Белливо и его команда доказали, что как кровоток, так и объем крови локально увеличивались при активности нервной ткани. С. Огава и коллеги, проведя аналогичное исследование с использованием более сильного магнитного поля (4,0 Тл), показали, что BOLD-сигнал зависит от потери сигнала T2*. Питер Бандет­ тини и коллеги смогли зарегистрировать активацию в первичной моторной коре.

Рис. 1. Активация зрительной коры, полученная К. Квонгом и его коллегами в 1992 году

Магнитные поля, последовательности импульсов, а также процедуры и методы,которыебылииспользованывисследованияхвначале1990 хгодов,­применяются

213

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

и в современных фМРТ исследованиях. На сегодняшний день, с развитием технологии, есть возможность собирать данные из большего количества срезов и подвергать полученные данные тщательной предварительной обработке и статистическому анализу.

Основные принципы фМРТ

Функциональная магнитно-резонансная томография основана на принципе BOLD-контраста (blood oxygenation level-dependent contrast), зависящего от степени насыщения крови кислородом. Дезоксигемоглобин является парамагнетиком, и благодаря этому протоны в нем быстрее теряют намагниченность Т2*. В результате регионы головного мозга, где кровь сильнее насыщена кислородом, показывают больший МР-сигнал по сравнению с менее оксигенированными участками, так как при этом применяются EPI (Echo planar imaging) последовательности, чувствительные к Т2*. Этот эффект пропорционален индукции магнитного­ поля. Таким образом, для регистрации фМРТ сигнала необходимо сильное магнитное более (не менее 1,5 Тл), мощная градиентная система и чувствительная к Т2* контрасту импульсная последовательность EPI. Повышение нейрональной активности вызывает локальное увеличение потребления кислорода. Это, в свою очередь, увеличивает уровень парамагнетика дезоксигемоглобина, который снижает уровень МР-сигнала. Если же в области мозга больше оксигенированной крови, уровень МР-сигнала увеличивается. Таким образом, кислород в крови выполняет роль эндогенного контрастного вещества (рис. 2).

Проще говоря, измерение соотношения окси- и дезоксигемоглобина и является основой для BOLD-сигнала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BOLD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Принцип BOLD-контраста

Изменение МР сигнала от активности нейронов называется гемодинамическим ответом (ГО или hemodynamic response-HDR). ГО отстает от нейрональных событий, поскольку зависит от времени, требующегося васкулярной системе на ответ потребности головного мозга в глюкозе. Поэтому своего пика он обычно достигает через 5 секунд после предъявления стимула. В случае, если раздражитель или стимул предъявляются непрерывно, пик ГО переходит в плато при продолжающейся активности нейронов. После прекращения предъявления стимула BOLD-сигнал падает ниже исходного уровня (рис. 3).

214

 

 

 

2

2

Рис. 3. График зависимости гемодинамического ответа от активности нейронов в ответ на предъявление стимула

Виды фМРТ исследований

Виды фМРТ исследований условно можно разделить на 2 блока:

1.  Картирование функционально-значимых зон (ФЗЗ) (task-fMRI), при котором обследуемый выполняет определенные задания. Получаемые данные подвергаются процессу постпроцессинга, и результатом являются цветные карты активации, наложенные на анатомические изображения головного мозга (рис. 4).

2.  ФМРТ состояния покоя (resting state fMRI) — исследование спонтанной нейрональной активности или состояния покоя. Этот подход позволяет исследовать функциональную связность различных участков головного мозга между собой при разного рода заболеваниях ЦНС (рис. 5).

-

(task-fMRI)

Рис. 4. Вид фМРТ исследования (task-fMRI)

215

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

(resting state fMRI)

Рис. 5. Вид фМРТ исследования (resting state fMRI). Виды парадигм при фМРТ картировании ФЗЗ

 

 

 

Block

 

 

 

 

 

/ /

 

 

+

 

Event-

/

 

related

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

Hybrid Block-

 

 

 

 

 

 

event

 

 

 

 

Рис. 6. Схема фМРТ картирования функционально-значимых зон

При фМРТ картировании ФЗЗ обследуемый во время сканирования выполняет специально подобранные активирующие задачи. Данный вид исследования позволяет неинвазивно определять активность коры в ответ на предъявляемые стимулы. Для проведения данного вида исследования необходимо наличие специального оборудования, такого как наушники, видеоочки/катушка с системой зеркал, видеоэкран, джойстики. Активирующие задачи разработаны с целью повышения нейрональной активности в зонах коры головного мозга. Активирующие задания, или парадигмы могут быть дух видов: block и event-related. Каждый из этих двух видов парадигм предполагает обязательное наличие двух фаз: покоя (rest) и активного состояния (task) (рис. 6). Различия заключаются в периодах предъявления. При блоковой парадигме периоды покоя (rest) и активного состояния (task) чередуются с определенной последовательностью с четко определенным временем (рис. 7). При event-related парадигме стимулы обследуемому подаются в рандомном порядке через разные промежутки времени (рис. 8).

216

Каждый из блоков (task и rest) в одном исследовании чередуются несколько раз (как правило, 5–6) для улучшения точности результатов при последующей обработке данных.

Качество получаемых результатов при фМРТ исследовании зависит от нескольких критериев, самым важным из которых является четко сформулированная цель исследования, которая либо опирается на теоретический базис, либо на уже имеющиеся исследования и разработанные парадигмы. Далее важны тип МР сканера, дизайн эксперимента, имеющееся оборудование, контроль за артефактами в ходе сканирования и программное обеспечение для постпроцессинговой обработки данных.

Block-design

 

 

Задание

 

Задание

 

Задание

 

Задание

 

Задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t),

Рис. 7. Схема блоковой парадигмы

Event-related design

 

 

 

 

 

i

 

 

i

 

 

i

 

i

 

 

i

 

 

i

 

i

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t),

Рис. 8. Схема event-related парадигмы

Блоковая парадигма

Этот вид парадигм чаще всего используется в клинической практике, так как, во первых, обладает большей статистической силой, а во вторых, является достаточно предсказуемым для пациента и позволяет подготовить и обучить его к прохождению исследования.

При постобработке происходит суммирование отдельных BOLD-сигналов, полученных во время исследования. Блоковая парадигма позволяет оценить реакцию на конкретный стимул. Данный тип парадигм является подходящим при планировании нейрохирургического вмешательства, при оценке степени

217

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

­повреждения коры и ее функций при остром нарушении мозгового кровообращения и черепно-мозговых травмах.

В связи с предсказуемостью для обследуемого этот вид парадигм является неподходящим для исследований когнитивной и эмоциональной сферы.

Event-related парадигма

Во время исследований с event-related парадигмами стимулы для обследуемого не являются ожидаемыми и предсказуемыми, что исключает возникновение привыкания. При блоковом дизайне подобного эффекта было бы достичь крайне сложно, так как обследуемый заранее знает, когда ему будет предъявляться следующий блок, и заранее готовится к нему, кроме того, при предъявлении одного

итого же стимула в течение некоторого времени реакция на него притупляется. Поэтому данный тип парадигм будет хорош для исследования когнитивных

иэмоциональных реакций. Однако он имеет недостаточную статистическую силу

ирезультаты его постобработки могу оказаться спорными.

Преимущества и недостатки различных типов парадигм

Блоковая парадигма при фМРТ исследовании позволяет получить максимальный контраст за счет оптимизации соотношений «сигнал-шум». Однако повторяющиеся блоки приводят к возникновению реакции ожидания, что может снижать достоверность результата. При event-related парадигме эта проблема

внекотором роде нивелируется, так как и момент предъявления стимула, и сам стимул для обследуемого являются непредсказуемыми. Этот подход позволяет оценить взаимосвязи и порядок возбуждения структур головного мозга, что,

всвою очередь, предоставляет возможности для изучения формирования нейронной сети.

Однако при такой парадигме из-за кратких периодов активации не развивается полноценный сосудистый отклик.

Блоковая парадигма. ФМРТ картирование моторных зон

При наличии тесной анатомической связи зоны интереса и моторного гомункула, даже при отсутствии симптомов поражения моторной коры, применяется блоковая парадигма для активации моторных зон. В зависимости от прилегания к области гомункула могут применяться парадигмы на активацию коркового представительства рук, ног, языка и сенсомоторную область конечностей.

••Для картирования моторных зон руки могут использоваться задания с джойстиками, либо, при их отсутствии, последовательный перебор пальцев, сохраняя при этом неподвижность самой руки. Если для обследуемого выполнение этого задания не представляется возможным, то оно может быть заменено на сжимание кулака.

218

••При необходимости активировать моторную зону языка обследуемый должен стараться держать рот закрытым и делать небольшие скользящие движения языка по задней поверхности. При этом важно избегать слишком активных движений головой обследуемого, так как это может вызвать двигательные артефакты.

••При картировании моторных зон ног важно избегать движения коленными суставами и лодыжками, так как они приводят к движению всего тела. При проведении данного вида исследования лучше всего совершать движения ступней, аналогично нажатию на педаль в автомобиле.

••Могут быть применены пассивные сенсорные парадигмы в случае, если обследуемый, вследствие наличия паралича или выраженного когнитивного дефицита, затрудняется выполнить активные двигательные движения. В таком случае врач за больного выполняет движения конечностями. Зоны коры, активирующиеся при таком выполнении парадигмы, будут активироваться в соматосенсорной области, а проекция этих зон будет полностью соответствовать корковым представительствам, расположенным в моторной коре.

ФМРТ картирование речевых зон

Самой главной задачей при фМРТ картировании речевых зон является определение латерализации и локализации областей головного мозга, ответственных за речевые функции. Задачи при этом заключаются в определении областей, ответственных за импрессивные и экспрессивные функции речи. Зонами интереса при этом виде исследования являются заднелобные отделы и височно-теменные области.

Задания на экспрессивную речь заключаются в подборе и воспроизведении слов в ответ на предъявляемый стимул. На экране или при озвучивании в наушники обследуемый слышит или видит букву, на которую ему необходимо генерировать слова.

В семантических заданиях необходимо придумывать слова на определенную категорию. Также можно придумывать глагол к определенным существительным (например, к слову «мяч» подобрать глагол «скачет», «лежит» и т. п.).

Задания на импрессивную речь заключаются в чтении или прослушивании определенного текста. Для контроля выполнения задания обследуемому также можно предложить задания, где прослушиваемый текст должен сопровождаться подбором подходящего слова. Также важным заданием при фМРТ картировании зон, ответственных за импрессивную функцию речи, является auditory responsive naming, где обследуемый во время сканирования должен отвечать на простые вопросы, задаваемые врачом, например: «Какого цвета листва?», «Чем вы расчесываете волосы?» и т. д.

Немаловажным вопросом при фМРТ картировании речевых зон является выполнение заданий: вслух или «про себя». Многие исследователи полагают, что

219

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/