Израильское исследование: ПТСР можно предсказать с помощью сканирования мозга

Исследование, проведенное под руководством Зива Бен-Циона, нейробиолога из Хайфского университета и Йельского университета, было опубликовано в журнале JAMA Network Open.

По словам Бен-Циона, «полученные результаты свидетельствуют, что ранние исследования механизмов мозговой активности могут предсказывать тяжесть посттравматических симптомов на более поздних стадиях. Раннее выявление моделей, связанных с посттравматическим стрессовым расстройством, может привести к разработке персонализированных инструментов, позволяющих осуществлять скорейшее целенаправленное вмешательство для людей с высоким риском развития этого хронического расстройства».

От теории к практике

ПТСР — сложное психическое заболевание, которое может развиться после воздействия ряда травмирующих событий, в том числе — автомобильных аварий, физического или сексуального насилия, стихийных бедствий, террористических атак или пребывания в зонах боевых действий.

У большинства людей, переживших тяжелое травматическое событие, вначале проявляется ряд посттравматических симптомов. Это естественная физическая и психологическая реакция, которая обычно проходит в течение нескольких недель. Из медицинской литературы известно, что в 10-20 % случаев эта реакция перерастает в хроническое расстройство различной степени тяжести, способное сохраняться до конца жизни.

Расстройство имеет множество симптомов, опасных нарушением и ухудшением качества жизни и способности функционировать – включая тяжелые воспоминания, связанные с травмой, или их блокировку, гипервозбудимость, изменение эмоциональных и когнитивных реакций. Несмотря на обширные исследования, диагностика ПТСР по-прежнему базируется в основном на субъективных отчетах, без объективных физиологических показателей, помогающих предсказать тяжесть расстройства на ранних стадиях.

На протяжении десятилетий изучение посттравматического стрессового расстройства занимало врачей, психологов и нейробиологов. Правительства, военные, исследовательские и медицинские институты вкладывают значительные средства в разработку инструментов для понимания и лечения этого расстройства, наносящего значительный урон пострадавшим и их близким.

Исследование Бен-Циона длилось более пяти лет. Оно началось с его докторской диссертации в Тель-Авивском университете и Медицинском центре Сураски (больница Ихилов) под руководством профессора Тальмы Хендлер и продолжилось в рамках постдоктората в Йельском университете под руководством профессора Ифат Леви и профессора Илана Харпаз-Ротема. Сегодня он изучает функции мозга и травмы в Школе общественного здравоохранения Хайфского университета и Медицинской школе Йельского университета.

Исследование имеет глобальное значение, но особенно актуально для Израиля. После терактов 7 октября 2023 года, с широко распространенными видеозаписями зверств, и последовавшей за ними войны в Газе практически каждый израильтянин пережил ту или иную травму или стресс. По мнению Бен-Циона, в Израиле травма более не является индивидуальной проблемой, а скорее — кризисом общественного здравоохранения.

Исследование Бен-Циона примечательно тем, что отражает сдвиги и изменения в исследованиях мозга за последние годы. Благодаря передовым технологическим и вычислительным возможностям, которые ранее были недоступны, произошел переход от теории к практике.

Прошлые исследования анализировали и искали ответы в конкретных областях мозга и основывались на подходе, согласно которому различная активность мозга происходит в конкретных ограниченных областях. Однако набирающий сейчас силу подход рассматривает мозг с точки зрения взаимосвязанных нейронных «сетей» — нескольких областей, работающих одновременно.

«Исследователи в области неврологии и психиатрии в последние годы начали понимать, что большинство явлений, изучаемых в мозге и связанных с различными расстройствами, обусловлены взаимодействием различных областей мозга, а не активностью одной области, — говорит Бен-Цион. – Становится понятно, что мозг функционирует как система сетей. И речь идет не о связях между одной-двумя областями, а об активности мозга в целом».

Замеры и анализ этих нейронных сетей стали возможны благодаря недавнему развитию технологий и методов (в том числе — аналитики больших данных и машинного обучения), позволяющих исследователям извлекать значимые идеи из огромных объемов необработанных данных. Человеческий мозг содержит около 100 миллиардов нейронов, каждый из которых связан примерно с 25 тысячами других. Учитывая, что мозг обрабатывает примерно 70 тысяч мыслей в день, трудно представить себе объем межклеточной коммуникации.

Идентификация сетей

В ходе исследования Бен-Цион и его коллеги поставили перед собой задачу выявить мозговые сети, участвующие в посттравматических реакциях, и оценить их способность предсказывать выздоровление или, наоборот, усиление симптомов ПТСР со временем, основываясь на закономерностях взаимодействий мозга, измеренных через месяц после травмы.

«Мы изучили весь мозг и разделили его на 10 сетей, где каждая охватывает активность пяти или шести областей», — говорит Бен-Цион. Команда разработала сложную модель и индекс, анализировавший модели активизации в сетях мозга участников исследования. В исследовании приняли участие 162 человека, переживших травматическое событие и обратившихся за помощью.

Участники проходили функциональную МРТ через месяц после события, а также клиническую оценку тяжести симптомов через месяц, полгода и 14 месяцев после него. Участники обращались в скорую помощь после таких травм, как дорожно-транспортные происшествия, физические стычки, террористические акты и сексуальные нападения.

«Обращение к ним сразу после инцидента было бы слишком эмоционально перегруженным, — говорит Бен-Цион. — Мы связывались с ними примерно через две недели, когда еще продолжались такие симптомы, как нарушения сна, тревога, повышенная возбудимость или суицидальные мысли».

«Через месяц после инцидента мы пригласили их на первую проверку и комплексную серию тестов — клинические обследования, беседы с психологом, различные когнитивные и психологические оценки, — говорит он. — Затем они прошли структурное и функциональное МРТ-сканирование — в состоянии покоя и при выполнении двух конкретных заданий, которые мы попросили их выполнить».

Участники снова прошли ту же серию тестов через шесть и 14 месяцев после инцидента. «Мы намеренно отобрали пациентов с многочисленными симптомами, у которых был повышенный риск развития хронического посттравматического расстройства, изначально зная, что мы не можем предсказать, кто из 162 участников выздоровеет, а кто нет», — говорит Бен-Цион.

Через 14 месяцев около 120 участников выздоровели, а примерно 40 продолжали испытывать ПТСР. Обширное наблюдение и множество собранных данных об активности мозговых сетей участников позволили исследователям сравнить две группы и найти различия, заметные уже через месяц после травмы.

Используя сложный подход машинного обучения, исследователи проанализировали модели функциональной связанности во всех сетях мозга. Это позволило им выявить специфические виды связей, характерные для усиления расстройства или восстановления ранних симптомов. Используя передовые вычисления, исследователи проверили способность этих моделей предсказывать тяжесть посттравматических симптомов в зависимости от трех временных точек, в которых проводились измерения, чтобы понять, может ли ранняя активность мозга стать индикатором для предсказания восстановления после первых симптомов или же — развития хронического ПТСР.

Исследователи обнаружили, что модели связи, зарегистрированные через месяц после травматического события, успешно предсказывают тяжесть симптомов ПТСР через месяц и 14 месяцев, но не через полгода.

Анализ данных показал, что механизмы взаимодействия одних областей мозга связаны с появлением избегания и негативных изменений в настроении и познании в первый месяц, а другие модели ведут к появлению навязчивых симптомов и гипервозбудимости через 14 месяцев после инцидента.

Исследование выявило несколько сетей мозга, играющих значительную роль в прогнозировании исхода, включая сеть режима по умолчанию, моторно-сенсорную сеть, сеть внимания, визуальную сеть и центральную исполнительную сеть — все они участвуют в обработке эмоций, внимании и памяти.

Среди этих сетей три основные были связаны с посттравматическим стрессовым расстройством и психическими расстройствами в целом. Одна из них — сеть режима по умолчанию, работающая во время отдыха. Эта сеть обнаружена в ходе МРТ-исследований, когда участников просили просто отпустить свои мысли.

Вторая — это сеть внимания, реагирующая на значимые негативные стимулы, например, когда человек видит пожар. Эта сеть приводит человека в состояние немедленной бдительности. Третья — центральная исполнительная сеть, участвующая в процессах высшего когнитивного контроля, требующих функционального управления, например в решении сложных задач.

«Активность этих трех сетей в предыдущих исследованиях связана с такими патологиями, как тревога, депрессия и посттравматическое стрессовое расстройство», — говорит Бен-Цион. Он отмечает, что результаты исследования подчеркивают потенциал паттернов связи в качестве инструмента прогноза для ПТСР и указывают на возможность разработки клинических вмешательств на основе мозга.

«В будущем, до проведения дальнейших исследований, которые подтвердят эти предварительные результаты, мы надеемся на возможность интегрировать эти подходы в медицинские проверки, чтобы обеспечить раннее выявление людей, находящихся в группе риска, и предоставить персонализированное лечение, которое предотвратит ухудшение симптомов и возникновение хронического ПТСР», — заключает он.

Идо Эфрати, «ХаАрец», Н.Б.

Фото: Depositphotos.com