Последние достижения нейрофизиологических методов исследования предоставляют новые возможности для измерения аномальных функций мозга у пациентов с шизофренией и сравнения их с изменениями, вызванными лекарственными средствами. Более того, многие из этих нейрофизиологических процессов являются филогенетически консервативными и могут быть смоделированы в доклинических исследованиях, предлагая уникальные возможности для использования в качестве трансляционных биомаркеров при поиске новых лекарств от шизофрении.
Патологические процессы в структурах мозга , лежащие в основе персистирующего когнитивного дефицита при шизофрении, могут быть исследованы с использованием различных методов, включая структурную и функциональную визуализацию, позитронно-эмиссионную томографию , однофотонную эмиссионную томографию, а также нейрофизиологические исследования, такие как электроэнцефалография (ЭЭГ), саккадические движения глаз и связанные с событиями или вызванные потенциалы (ERPs).
Нейрофизиологические показатели как группа индикаторов имеют несколько характеристик, которые делают их подходящими для использования в качестве биомаркеров в исследованиях по разработке лекарственных средств. Во-первых, многие из них могут быть записаны в пассивных парадигмах, в которых не требуется никакого внимания или участия в решении задач. Во-вторых, благодаря их высокому временному разрешению нейрофизиологические биомаркеры могут быть использованы для отслеживания потока информации в мозге от сенсорной до ассоциативных областей мозга и, следовательно, могут применяться для определения самых ранних стадий, на которых обработка информации нарушается. И последнее, поскольку они индексируют основную активность нейронов, то нейрофизиологические биомаркеры можно рассматривать как объективные показатели когнитивной дисфункции - характерной симптоматики больных шизофренией.
Нейрофизиологические измерения в эксперименте , можно регистрировать с использованием стандартных методов ЭЭГ, в которых массив из 256 электродов прикрепляется к конкретным местоположениям скальпа, а характер электрической активности контролируется, пока субъекты участвуют в конкретных экспериментальных парадигмах. Зарегистрированная электрическая активность скальпа в первую очередь представляет собой пространственно-временное суммирование потока синхронного тока через постсинаптические дендритные мембраны кортикальных пирамидальных нейронов, которые из-за их параллельного выравнивания в коре и асимметричной морфологии служат генераторами «открытого поля» в мозге и вызывают потенциалы локального поля.
Основные физиологические данные, лежащие в основе большинства биомаркеров, которые в настоящее время доступны, аналогичны тем, которые используются при качественной или количественной оценке ЭЭГ. Критическим отличием является использование усреднения сигнала. Реакции мозга на отдельные сенсорные, когнитивные или моторные события незначительны по сравнению с фоновой ЭЭГ, в то время как усреднение сигнала позволяет выделить такие потенциалы. Нейрофизиологические биомаркеры обычно привязаны ко времени сенсорных событий (например, слуховых или зрительных стимулов). Тем не менее, другие типы вызванных потенциалов также могут быть определены. Например, в "ответных задачах" электрические ответы могут быть усреднены по моторным ответам и могут использоваться для анализа предыдущей деятельности. В задачах плавного слежения за движениями глаз (SPEM), нейрофизиологическая активность, связанная с движениями глаз, может быть усреднена от начала саккады, чтобы детализировать основные процессы мозга. Тем не менее, отсутствие электрической активности не может быть принято в качестве доказательства отсутствия реакции данного региона, так как большая часть электрической активности, генерируемой в мозге, невидима для поверхностных записей. Отметим, что в последние годы были разработаны нейрофизиологические меры, которые исследуют активность мозга в регионах, имеющих отношение к шизофрении.
После регистрации нейрофизиологических данных для анализа последних используются два взаимодополняющих аналитических подхода. В первом подходе активация мозга рассматривается просто как ряд отклонений амплитуды, которые изменяются во времени и пространстве над поверхностью кожи головы. Анализ амплитуды отклика во времени традиционно называют анализом во временной области. Последовательность отклонений, вызванных данным событием, называется ERP. Второй подход рассматривает активность мозга как сумму наложенных колебаний, поддерживаемых внутри и между областями мозга, вызывающих связанные с событием вызванные потенциалы. Этот подход, также известный как частотно-временной анализ, собирает больше информации об основной деятельности мозга, чем традиционный подход вызванных потенциалов (ERP), но в вычислительном отношении более сложен и менее стандартизирован.
Для анализа как во временных, так и в частотных показателей , дополнительные данные, касающиеся лежащих в основе их механизмов, могут быть получены с использованием методов анализа источников, которые оценивают электрические источники активности скальпа в головном мозге. Подходы к локализации источников позволяют сделать конкретные предположения относительно распространения электрической активности через мозг и кожу головы, что может привести к неточности локализации. На практике, однако, хорошее пространственное согласие обычно достигается между функциональной магнитно-резонансной томографией (fMRI) и ERP или основанными на колебаниях измерениях сходящихся явлений.
Валидация нейрофизиологических процессов в пространственной области с помощью методов визуализации, основанных на кровотоке, дает важные преимущества: отношение сигнал / шум улучшается в десять раз (когда активность генерируется в коре) и частотно-временную информацию, которая в настоящее время не становится доступным для других функциональных инструментов обработки изображений. В результате, нейрофизиологические биомаркеры могут быть более чувствительными к изменениям, вызванным лекарственными средствами, по сравнению с другими методами функциональной визуализации.
Добавить комментарий