Новый метод анализа изображений мозга предлагает потенциал для значительного повышения эффективности неинвазивной стимуляции мозга при болезни Альцгеймера, обсессивно-компульсивном расстройстве, депрессии и других состояниях. Исследователи Duke разработали новый метод, который впервые проанализировал всю мозговую сеть, а не отдельную область мозга. Этот новый метод выявил области мозга, которые в наибольшей степени контролируют работу сети.
Исследование, опубликованное в Journal of Neuroscience, имеет прямое значение для улучшения преимуществ транскраниальной магнитной стимуляции, которая в настоящее время используется при большой депрессии и обсессивно-компульсивном расстройстве, и вскоре может привести к терапевтическому лечению таких расстройств памяти, как болезнь Альцгеймера и деменция.
Исследователи из Исследовательского центра стимуляции мозга Дьюка (BSRC) разработали метод анализа, основанный на концепции управляемости, сетевом принципе, который помогает предсказать, как одна область мозга влияет на всю сеть, участвующую в регулировании поведения.
Авторы измерили управляемость с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), чтобы определить, сколько изменений может вызвать ТМС, когда участники будут выполнять задание на рабочую память. В этой задаче люди должны были кратковременно хранить в памяти кусочки информации и манипулировать этой информацией в уме, прежде чем отвечать на вопросы о ней. Это задание было использовано из-за важности рабочей памяти в повседневной жизни (например, составление списка покупок в уме перед прогулкой по продуктовому магазину) и потому, что на нее сильно влияет старение, особенно в таких условиях, как болезнь Альцгеймера и деменция.
"По сути, мы смотрим на мозг не как на набор отдельных островков, а как на плотную сеть связей, которые имеют большое взаимное влияние," сказал ведущий исследователь д-р. Саймон Дэвис, доктор наук.D., Доцент неврологии в Duke. "Управляемость позволяет нам определить, какие узлы в этой сети с наибольшей вероятностью будут подвержены влиянию стимуляции мозга и по этой причине, вероятно, покажут пластичность и улучшение после лечения ТМС."
Мера управляемости, основанная на статическом структурном изображении мозга, использовалась для прогнозирования динамической активности. "Мозговая активность похожа на пространственную структуру движения в городе. Хотя схема движения постоянно меняется, она всегда ограничивается топологией дорожной сети," сказал Лифу Дэн, аспирант факультета психологии и нейробиологии Герцога, со-ведущий по работе с докладом. "Управляемость связывает стимуляцию в одном месте с общим паттерном мозговой активности. В нашем исследовании, например, это паттерны активации, означающие лучшую рабочую память."
Раньше не существовало систематического способа определения областей мозга с наибольшей вероятностью появления глобальных шансов, потому что большинство исследований было сосредоточено только на одном регионе. Это исследование, однако, продвинулось в этой области, рассматривая всю мозговую сеть в целом.
Хотя в исследовании участвовали здоровые взрослые люди, исследование, вероятно, имеет значение для расстройств памяти. "Дисфункция памяти как сетевой феномен, который зависит от нескольких областей мозга, работающих в рамках скоординированной динамики. Типичный акцент на ТМС-ответ в одном месте представляет собой фундаментальное ограничение в подходе к нейростимулирующей терапии, поскольку он игнорирует глобальные нарушения во всей сети, которые лежат в основе дисфункции памяти," сказала Лизианна Бейнель, доктор философии.D., научный сотрудник BSRC и первый автор исследования.
В конечном итоге этот неинвазивный метод стимуляции мозга будет использоваться для содействия здоровым образцам активности мозга и, в конечном итоге, для улучшения функции памяти, что может повысить эффективность лечения стимуляцией мозга при ряде когнитивных расстройств.