Международная группа ученых из США, Чили и Великобритании задействовали искусственный интеллект в медицинском проекте с целью выявления областей мозга, ответственных за возникновение психоза. Полученные результаты помогли пролить свет на это распространенное, но загадочное заболевание и поспособствовали разработке новых методов лечения психоза и заболеваний, которые его вызывают.
По статистике приблизительно 3 из 100 человек хотя бы раз в жизни переживали психотический приступ. Эти случаи, которые зачастую неправильно интерпретируются, характеризуются галлюцинациями (ложным восприятием реальности с помощью органов чувств) или бредом (ложными убеждениями, не имеющими оснований в реальности). Многие люди, страдающие психозом, имеют такие расстройства, как шизофрения или биполярное расстройство; другие злоупотребляют психоактивными веществами, а у третьих - вообще никаких конкретных заболеваний.
Независимо от причины, психоз может быть разрушительным для тех, кто его переживает, заставляя некоторых людей принимать антипсихотические препараты, чтобы предотвратить будущие приступы. Хотя антипсихотические препараты часто являются единственным спасением для тех, кто их принимает, исторически они затрудняли исследования неврологических причин психоза. Во время сканирования мозга трудно определить, связана ли конкретная мозговая активность с состоянием человека или с принимаемыми им лекарствами. Это означает, что медицинские работники и фармацевтические компании работают с довольно ограниченным пониманием психоза, помогая пациентам справляться с приступами.
Исследователи из Стэнфордского университета, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Университета Десарролло и Оксфордского университета использовали два метода, чтобы обойти эту проблему. Для начала они собрали участников исследования самых разных возрастов и состояний в надежде обнаружить общую закономерность. В группу из почти 900 участников вошли люди в возрасте от 6 до 39 лет, некоторые из которых в анамнезе страдали психозом или шизофренией, а некоторые никогда не страдали ни тем, ни другим. Чуть более 100 участников имели синдром делеции 22q11.2, то есть у них отсутствует часть одной из копий хромосомы 22 — состояние, которое, как известно, несет 30% риск возникновения психоза, шизофрении или того и другого. Еще 120 участников испытывали психоз, но у них не было диагностировано какое-либо конкретное заболевание, вызывающее галлюцинации или бред.
3D-визуализация мозга тех, кто пережил психоз, и тех, кто не сталкивался с этим состоянием.
Команда ученых также использовала машинное обучение, чтобы выявить мельчайшие различия между активностью мозга тех, кто страдает психозом, и активностью мозга тех, кто его не переживал. Чтобы составить карту неврологической активности участников, команда использовала функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ). Этот метод позволил медицинским работникам и исследователям отслеживать крошечные колебания кровотока, вызванные изменениями в мозге.
С помощью специальной пространственно-временной глубокой нейронной сети (stDNN) исследователи сравнили функциональные характеристики мозга всех участников и обнаружили среди них синдром делеции 22q11.2. Независимо от демографической принадлежности, у этих участников наблюдались "нарушения" в передней островковой коре и полосатом теле. Эти две области мозга участвуют в работе когнитивных фильтров и процессах получения удовольствия. stDNN продолжала обнаруживать четкие расхождения между передней островковой долей и полосатым телом у людей, переживших психоз, и тех, кто его не переживал, что свидетельствует о жизненно важной роли этих двух областей мозга в возникновении галлюцинаций и бредовых идей.
Полученные результаты, опубликованные в пятницу в статье для Molecular Psychiatry, подтверждают существующую теорию о зависимости психоза от неправильной работы когнитивных фильтров. Ученые давно задавались вопросом, пытается ли мозг во время психотического приступа отличить правду от лжи. Это ключевая функция так называемой системы распознавания актуальности, которая обнаруживает и присваивает важность поступающим сигналам. Когда эта система не работает должным образом, мозг может неправильно присвоить важность и внимание неверным стимулам, что и приводит к возникновению галлюцинаций или бредовых идей.
"Наши открытия подчеркивают важность отношения к людям, страдающим психозом, с пониманием и сочувствием", — сказал в своем заявлении нейробиолог из Стэнфорда и старший автор исследования доктор Винод Менон. Менон и его коллега, психиатр Каустуб Супекар, надеются, что их результаты помогут в разработке антипсихотических методов лечения, особенно для больных шизофренией.