1.
Что понимается под термином "ингибиторный контроль" и каким образом он оценивается?
Исторически понятие торможения использовалось для описания нескольких различных явлений. В когнитивной нейронауке "ингибиторный контроль" обычно оценивается с помощью задач, требующих контроля над преобладающей тенденцией реагирования (Aron, A. R., 2011). К таким задачам относятся «Стоп-сигнал», «Go/no-go», «Фланкер», «Саймон», «Струп», «Мультиисточниковая интерференция» и «Переключение/смещение». В «Стоп-сигнале» и «Go/no-go» преобладающая тенденция реагирования индуцируется более высокой частотой испытаний «go», чем испытаний, требующих торможения (т. е. испытаний «stop» и «no-go»). Stop signal требует отмены уже запущенного двигательного ответа, тогда как Go/no-go требует удержания доминантного "go" ответа, который еще не был инициирован. Flanker, Simon, Stroop и Multisource interference требуют ответа на цель в присутствии мешающих отвлекающих факторов, которые связаны с альтернативным ответом. Switching/Shifting требует ответа на цель с помехами от предыдущих целей, которые были связаны с другим ответом (т. е. задача выполнить переключения) или помехами от ранее релевантного измерения признака (т. е. релевантная функция для участия в переключениях). Некоторые авторы используют термин «ингибиторный контроль» для обозначения нейронных процессов, лежащих в основе успешного выполнения этих задач (Uhre, V., et.al., 2022). Чтобы исследовать различные процессы "ингибиторного контроля", можно проводить различие между задачами, в которых участник иногда должен подавлять доминантный ответ, не инициируя альтернативный двигательный ответ (т. е. "торможение ответа"), и задачами, в которых участник, в дополнение к подавлению своего доминантного двигательного ответа, должен также планировать и выполнять альтернативный двигательный ответ (т. е. "когнитивное торможение"). Можно полагать, что термин "ингибиторный контроль" не является единой конструкцией. Скорее, это обобщающий термин, который включает в себя разобщенные подпроцессы, подкрепленные отдельными и лишь частично перекрывающимися сетями нейронов. Эти сети по-разному задействованы в различных типах задач "ингибиторного контроля" (Zhang R.,et.al., 2017). Точные нейронные корреляты "ингибиторного контроля" зависят от степени, в которой различные подпроцессы "ингибиторного контроля" задействованы различными требованиями к задачам.
Какой когнитивный механизм лежит в основе обсессивно-компульсивного расстройства?
В психиатрии слабый контроль над навязчивыми идеями и компульсиями объясняется нарушениями "ингибиторного контроля" (Fineberg, N. et.al., 2014).
2.
Какие гипотезы были предложены для объяснения патогенеза расстройств обсессивно-компульсивного спектра?
Ранние гипотезы в отношении пораженных систем мозга основывались на клинических наблюдениях, включая описания поведения, подобного обсессивно-компульсивному расстройству, у пациентов с подкорковыми расстройствами, такими как болезнь Хантингтона , хорея Сиденгама, а также паллидные ( бледного шара) и лобные поражения . Данные, полученные с помощью визуализации мозга в конце 80-х годов прошлого века, позволили разработать подробные нейробиологические модели этого психоневрологического расстройства. Первоначально эти модели были сосредоточены на стриатуме и орбитофронтальной коре, но позже усовершенствованы, чтобы включить более широко взаимодействующие лобно-стриарные, лобно-теменные, лобно-лимбические и мозжечковые цепи нейронов. Структурная визуализация мозга высокого разрешения позволила провести морфометрический анализ подкорковых структур и формы, толщины и площади поверхности коры, а также извилистость коры. Первые исследования визуализации головного мозга здесь были сосредоточены на морфометрии мозга и метаболизме глюкозы с использованием компьютерной томографии, однофотонной эмиссионной компьютерной томографии и позитронно-эмиссионной томографии. В 90-х годах ХХ века магнитно-резонансная томография стала доминировать в этой области. Функциональная магнитно-резонансной томографии начала использоваться для визуализации паттернов активации мозга во время определенных состояний, имеющих отношение к расстройству, с использованием ряда эмоциональных и когнитивных парадигм, которые могут иметь решающее значение при заболевании, например, симптоматическая провокация , обучение страху и угасанию , торможение реакции , планирование , рабочую память и обратное обучение. В последнее десятилетие дизайн визуализации начал переходить от анализа конкретных областей интереса к изучению сетей всего мозга. Сетевые подходы можно использовать для изучения структурной связности с использованием диффузионно-взвешенных изображений (DTI ), а также структурной ковариации и функциональной связности в состоянии покоя и во время выполнения задачи. Методы функциональной визуализации косвенно измеряют уровни активности в определенных областях мозга и используются для определения того, являются ли те или иные структуры вовлеченными в патогенез обсессивно-компульсивного расстройства аномально активными. Отметим, что функциональная визуализация мозга применялась более последовательно по сравнению с результатами подобных исследований других психических расстройств.
3.
Что показали исследования обсессивно-компульсивного расстройства с помощью однофотонной эмиссионной компьютерной томографии и позитронной эмиссионной томографии?
В ранних исследованиях использовались однофотонная эмиссионная компьютерная томография и позитронно-эмиссионная томография. Эти исследования показали усиленную активацию в областях базальных ганглиев (преимущественно головки хвостатых тел ), передней поясной и орбитофронтальной коре у пациентов с обсессивно-компульсивном расстройством. Позитронно-эмиссионная сканирование представляет собой метод визуализации, который создает трехмерный образ функциональных процессов с использованием радиоизотопов (radiotracers) , таких как флудиоксиглюкоза ( fludeoxyglucose) . Концентрация изображений радиотрасера указывает на метаболическую активность тканей головного мозга. Исследования с использованием флюородопа (fluorodopa-PET) у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством показали увеличение метаболизма в орбитофронтальной коре, хвостатом ядре, передней цингулярной коре головного мозга, лентикулярном (линзовидном) ядре, таламусе и теменной коре. Эти исследования также были применены для доступа к изменению местных метаболических скоростей глюкозы (LMRGlc) у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством до и после лечения. Наиболее последовательно результатами после лечения являются уменьшение LMRGlc в орбитофронтальной лобной коре, передней фронтальной извилине и хвостатом ядре. Таким образом, считается, что терапия этого психоневрологического расстройства, уменьшает выраженность его симптомов за счет снижения функциональной активности по орбитофронтально-базально ганглиозно-таламо-кортикальным системам мозга. Было обнаружено, что изменение метаболизма глюкозы коррелирует с изменением тяжести симптомов обессивно-компульсивного расстройства . Сообщалось, что более низкий относительный метаболизм глюкозы в орбитофронтальной коре может быть связан с большим ослаблением симптомов навязчивых состояний у пациентов, получавших фармакотерапию. Исследования гексаметилпропиламина оксим- при однофотонной эмиссионной компьютерной томографии продемонстрировали его повышенное поглощение в префронтальной области медиальной лобной коры, снижение поглощения в левых базальных ганглиях и снижение поглощения в правом хвостовом ядре. В исследовании SPECT с использованием флувоксамина в течение 12 недель было обнаружено, что уровни регионального церебрального кровотока значительно снижаются в левом хвостатом ядре и левой и правой скорлупе как у респондентов, так и у тех, кто не отвечал на терапию. Другое исследование показало, что те, кто отвечал на фармакотерапию показали диффузное снижение регионального церебрального кровотока в префронтальной области по сравнению с исходно высоким уровнем активности этих структур до начала лечения. Хвостатые ядра и префронтальный цингулум показали значительное региональное снижение церебрального кровотока после лечения пароксетином в течение 12 недель. Аналогичные изменения наблюдались также в хвостатом ядре и префронтальной коре после психотерапии. Эти результаты показывают потенциальную обратимость нарушений мозга после лечения пациентов с ОКР. В некоторых исследованиях также основное внимание уделялось плотности рецепторов транспортера и доступности рецепторов для связывания лекарственных средств при ОКР. Исследование SPECT показало снижение связывания переносчиков дофамина у пациентов с ОКР после лечения селективными ингибиторами обратного захвата серотонина (СИОЗС) в базальных ганглиях по сравнению с исходным уровнем, причем изменения в отношении связывания коррелировали с изменениями тяжести симптомов по шкале Y-BOCS. Эти данные свидетельствуют о потенциальной роли дофаминергической системы базальных ганглиях в динамике симптомов обсессивно-компульсивного расстройства.
Что можно зафиксировать при проведении функциональной магнитно-резонансной томографии у больных с обсессивно-компульсивным расстройством?
Функциональная магнитно-резонасная томография позволяет исследовать изменения метаболизма в областях головного мозга кортико - стриатно - таламо - кортикальной сети у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством с использованием конфликтных задач, теста Струпа, интерференционной задачи и парадигмы реверсированного обучения. Сообщалось об уменьшенной активации в нескольких кортикальных и подкорковых структурах, включая хвостатое тело и орбитофронтиальную кору головного мозга у пациентов с этим расстройством. Аналогичные результаты были также получены у родственников больных с обсессивно-компульсивным расстройством первой степени по сравнению с нормальным здоровым контролем, предполагающим общую семейную биологию мозга. В другом исследовании сообщалось о значительном уменьшении активации мозга при планировании в DLPFC, таламусе и теменной коре не только у пациентов с ОКР, но и у их монозиготных близнецов. После ослабления симптомов ОКР отмечалось снижение активности в орбитофронтальной коре, префронтальной коре и передней цингулярной коре. И наоборот, наблюдалась усиление активации при выполнении теста Stroop в теменной коре и мозжечке. Активация перед началом лечения в правом мозжечке и левой верхней височной извилине положительно коррелировала с улучшением баллов по шкале Y-BOCS и прогнозировала последующий ответ на лечение флувоксамином. Другое исследование показало, что после улучшения от когнитивно-поведенческой терапии мозжечок и теменная доля проявляли повышенную активацию, а орбитофронтальная кора, средняя лобная извилина и височная область проявляли снижение активации во время выполнения теста Stroop. В недавнем исследовании с использованием познавательно - поведенческой терапии, было обнаружено, что пациенты с обсессивно-компульсивным расстройством показали более стабильную активацию в бледном шаре коррелирующую с позитивными изменениями в психическом статусе больных. Статьи о функциональной магнитно-резонансной томографии, связанной с решением задач, предполагают, что у пациентов с обсессивно-компульсивным расстройством наблюдается аномальная активация мозга во время "ингибиторного контроля". Однако, результаты отдельных статей иногда противоречивы. Например, в некоторых статьях сообщается об усилении активации задней медиальной префронтальной коры (de Wit, S. et.al., 2012), тогда как в других статьях сообщается о снижении активации той же области (Roth, R. et.al., 2007). Мета- анализы данных функциональной магнитно-резоансной томографии при обсессивно-компульсивном расстройстве указывают на аномальную активацию ростральной и дорсальной передней поясной коры (dACC), медиальной префронтальной коры, островка и дорсального полосатого тела во время "ингибиторного контроля" (Norman, L., et.al., 2019) и во время решения задач на более широкую реализацию исполнительных функций (Del Casale A., et.al., 2016). Эксперименты по когнитивному торможения выявили при обессивно-компульсивном расстройстве аномальную активацию dACC в кластере на границе между ростральным dACC и прегенуальной областью вентральной ACC в области ACC с сильными связями с дорсальной PFC и полосатым телом. dACC и PFC, вместе со стриатумом, представляют собой ключевые узлы функционально разделенных параллельных фронто-стриатных цепей, которые, согласно линиям доказательств, вовлечены в патогенез обсессивно-компульсивного расстройства (Jahanshahi M., et.al., 2015).
Что показывает магнитно-резонансная спектроскопия при обсессивно-компульсивном расстройстве?
Магнитная резонансная спектроскопия ( MRS) позволяет проводить in vivo и не инвазивную оценку биохимии мозга. Основные принципы, лежащие в основе MRS, такие же, как и магнитно-резонасной томографии, но здесь добавляется дополнительный объем информации путем обнаружения резонансных частот различных метаболитов. Чаще всего 1H-MRS выполняется как один воксель, в котором спектр определяется из конкретной области мозга, тогда как MRS-визуализация обеспечивает метаболические карты. Этот метод предоставляет данные об уровнях N-ацетил-аспартата (NAA, маркер плотности нейронов и их целостности), холина (Cho, маркер клеточной плотности и предшественнике нейротрансмиттера ацетил холина ), креатина (Cr, маркер клеточной энергии ), мио-инозитола (mI, маркер мембранного оборота и миелинизация) и комплекса Glx, образованного Glu и глутамином; оба они участвуют в синтезе гамма-аминомасляной кислоты. Многие исследования MRS сообщили об уменьшении уровней NAA у пациентов с ОКР в различных регионах мозга, участвующих в схемах CSTC (circuitry), включая полосатое тело , таламус, базальные ганглии и цингулярный кортекс. Это говорит о снижении жизнеспособности нейронов в областях мозга, участвующих в патогенезе обсессивно-компульсивного расстройства. Аналогичным образом, исследования также предполагают более высокие уровни Glx и Glu у этих пациентов в таких областях, как хвостатое ядро и передний цингулярный кортекс (гиперглутаминэргическое состояние). В нескольких исследованиях также сообщается об увеличении уровней mI, что указывает на компенсаторное увеличение синтеза фосфолипидов," мембранного оборота" и миелинизация в областях мозга, участвующих в патогенезе навязчивых состояний. Некоторые из исследований также сообщают о связанных с лечением изменениях этих уровней метаболитов у пациентов с этим расстройством. Они предлагают увеличение уровней NAA и снижение уровней Glx и mI после успешного лечения селективными ингибиторами обратного захвата серотонина. Аналогичные изменения были также зарегистрированы исследованиями, в которых психотерапия использовалась в качестве метода лечения . Таким образом, эти исследования MRS предполагают снижение жизнеспособности нейронов и гиперглутаматергическое состояние в областях схемы CSTC, которые потенциально обратимы после успешного лечения.
Литература
Aron, A. R. (2011). From reactive to proactive and selective control: developing a richer model for stopping inappropriate responses. Biological psychiatry, 69(12), e55-e68.
de Wit, S. J., de Vries, F. E., van der Werf, Y. D., Cath, D. C., Heslenfeld, D. J., Veltman, E. M., ... & van den Heuvel, O. A. (2012). Presupplementary motor area hyperactivity during response inhibition: a candidate endophenotype of obsessive-compulsive disorder. American journal of psychiatry, 169(10), 1100-1108.
Del Casale A., Rapinesi C., Kotzalidis G.D., De Rossi P., Curto M., Janiri D., Criscuolo S., Alessi M.C., Ferri V.R., De Giorgi R., Sani G., Ferracuti S., Girardi P., Brugnoli R. Executive functions in obsessive–compulsive disorder: an activation likelihood estimate meta-analysis of fMRI studies. World J. Biol. Psychiatry. 2016;17(5):378–393
Fineberg, N. A., Chamberlain, S. R., Goudriaan, A. E., Stein, D. J., Vanderschuren, L. J., Gillan, C. M., ... & Potenza, M. N. (2014). New developments in human neurocognition: clinical, genetic, and brain imaging correlates of impulsivity and compulsivity. CNS spectrums, 19(1), 69-89.
Jahanshahi M., Obeso I., Rothwell J.C., Obeso J.A. A fronto–striato–subthalamic–pallidal network for goal-directed and habitual inhibition. Nat. Rev. Neurosci. 2015;16(12):719–732.
Norman, L. J., Taylor, S. F., Liu, Y., Radua, J., Chye, Y., De Wit, S. J., ... & Fitzgerald, K. (2019). Error processing and inhibitory control in obsessive-compulsive disorder: a meta-analysis using statistical parametric maps. Biological Psychiatry, 85(9), 713-725.
Roth, R. M., Saykin, A. J., Flashman, L. A., Pixley, H. S., West, J. D., & Mamourian, A. C. (2007). Event-related functional magnetic resonance imaging of response inhibition in obsessive-compulsive disorder. Biological psychiatry, 62(8), 901-909.
Uhre, V. F., Larsen, K. M., Herz, D. M., Baaré, W., Pagsberg, A. K., & Siebner, H. R. (2022). Inhibitory control in obsessive compulsive disorder: A systematic review and activation likelihood estimation meta-analysis of functional magnetic resonance imaging studies. NeuroImage: Clinical, 36, 103268.
Zhang R., Geng X., Lee T.M. Large-scale functional neural network correlates of response inhibition: an fMRI meta-analysis. Brain Struct. Funct. 2017;222(9):3973–3990.
Добавить комментарий