По данным магнитно-резонансной томографии, болезнь Альцгеймера, алкогольная и табачная зависимости, а также некоторые психические расстройства коррелируют с признаками более зрелого мозга. В то же время для синдрома дефицита внимания с гиперактивностью и расстройств аутистического спектра существенных отличий от контрольных групп выявлено не было. Международный коллектив исследователей проанализировал снимки почти 49 тысяч человек, чтобы понять, как эти диагнозы влияют на расчетный возраст мозга. Детали исследования и причины, по которым данный показатель пока нельзя рассматривать как самостоятельный диагноз, — в статье «Известий».

Методика определения возраста мозга

Руководил проектом исследователь из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики (Китай) Шиле Ци. Специалисты опирались на данные структурной МРТ 45 900 человек из контрольных групп и 2698 пациентов с разными диагнозами. В перечень изучаемых состояний попали болезнь Альцгеймера, умеренные когнитивные нарушения, шизофрения, биполярное расстройство, большое депрессивное расстройство, алкогольная и табачная зависимости, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и расстройства аутистического спектра (РАС).

На основе снимков ученые определяли возраст мозга и сравнивали его с реальным возрастом испытуемого. Эту разницу назвали показателем PAD: если он положительный, то структурные характеристики мозга соответствуют более старшему возрасту, чем ожидается.

К примеру, когда алгоритм для 40-летнего человека определяет возраст мозга как 45 лет, отклонение равно плюс пяти годам. Это лишь иллюстрация принципа действия метрики, а не реальный итог анализа. Подобная оценка не говорит о том, что человек потерял пять лет жизни или что все функции его мозга идентичны состоянию в 45 лет.

Для вычислений специалисты задействовали данные об объеме серого вещества в 1016 зонах мозга. Это дало возможность рассчитать общий индекс и выявить, какие участки мозга ассоциированы с отличиями между группами с диагнозами и контролем.

При каких состояниях выявлены различия

Наиболее заметное расхождение с контрольной группой зафиксировано при болезни Альцгеймера. Существенные отличия также обнаружены при умеренных когнитивных нарушениях, алкогольной и табачной зависимостях, шизофрении, биполярном и большом депрессивном расстройствах.

Однако полученные данные не дают оснований сгруппировать все диагнозы в единую категорию с одинаковым уровнем отклонения. В оригинальной публикации сильные различия зафиксированы не только для болезни Альцгеймера, но и для комбинации алкогольной и табачной зависимостей. При большом депрессивном расстройстве отклонение оказалось менее значительным.

Для СДВГ и РАС статистически значимого общего отличия по показателю PAD выявлено не было. Этот вывод касается именно расчетного возраста мозга в исследованных группах. На основании такого результата нельзя утверждать, что при данных состояниях отсутствуют какие-либо особенности строения или функционирования мозга.

Значение отдельных зон мозга

Исследователи проанализировали не только степень возрастного отклонения, но и его пространственные характеристики. Выяснилось, что различные группы состояний характеризуются собственными комбинациями задействованных участков мозга.

Для психических расстройств отличия в основном затрагивали лобные и височные зоны. При болезни Альцгеймера и умеренных когнитивных нарушениях выделялись лобные и затылочные области коры. У пациентов с зависимостями картина оказалась иной: повышенный PAD коррелировал с активностью сети пассивного режима работы мозга, сети выявления значимости, а также со скорлупой и таламусом.

Префронтальная кора оказалась общей зоной для нескольких групп. Впрочем, такое пересечение не свидетельствует о том, что все рассмотренные состояния прогрессируют одинаково: общий участок сопровождался отличиями в других регионах.

«Разные неврологические расстройства, по-видимому, оставляют разные следы на часах старения мозга, что может помочь исследователям лучше понять задействованные нервные и биологические механизмы», — отметили авторы.

Кроме того, исследователи сравнили обнаруженные паттерны с информацией о генной активности. Анализ показал возможную ассоциацию разных пространственных картин с различными биологическими механизмами. Однако сведения об экспрессии генов были взяты из отдельного посмертного атласа мозга шести доноров, а не получены от пациентов с изучаемыми состояниями. Поэтому данный раздел работы лишь задает направления для последующих изысканий.

Ограничения исследования

Полученные результаты демонстрируют корреляцию между диагнозами и расчетным возрастом мозга, однако не доказывают причинно-следственной связи. На их основе нельзя утверждать, что конкретное заболевание напрямую спровоцировало ускоренное старение.

Помимо этого, анализ в основном базировался на снимках разных людей, а не на долгосрочном отслеживании динамики у каждого участника. Повышенный расчетный возраст и темп старения — не одно и то же: для определения скорости требуются повторные замеры с течением времени.

Еще одно ограничение касается коморбидности. Психические расстройства нередко сочетаются с алкогольной или табачной зависимостью, но их совместное воздействие в данном исследовании не учитывалось. Это усложняет оценку вклада каждого состояния в выявленные различия.

Авторы считают PAD и сопутствующие особенности конкретных зон мозга потенциальными биомаркерами на будущее. Они способны помочь в изучении общих и специфических механизмов болезней, но их применимость в клинической практике еще необходимо проверить. Работа не предлагает готового инструмента, который по одному снимку мог бы надежно ставить диагноз или прогнозировать развитие заболевания у отдельного пациента.