Шизофрения — хроническое, часто рецидивирующее психическое расстройство, являющееся одной из ведущих причин инвалидности в мире, распространенность которого во всем мире оценивается в 1% [1, 2]. Симптомы шизофрении гетерогенны и связаны со структурными и функциональными нарушениями центральной нервной системы (ЦНС) [3, 4]. Отмечается, что функциональные нарушения ЦНС коррелируют с изменениями когнитивных функций, включая внимание, память и исполнительные функции [4—6], которые наблюдаются еще до начала шизофренического процесса.
Современные тенденции в научных исследованиях психических расстройств все больше заключаются в привлечении междисциплинарных подходов [7]. Шизофрения представляет собой мультифакториальную проблему, решение которой сугубо клиническими методами до настоящего времени остается труднодостижимым [8]. Одним из возможных путей решения данной проблемы может быть привлечение подходов, интегрирующих возможности изучения морфофункционального единства [3].
Для углубленного изучения патофизиологических механизмов, лежащих в основе шизофрении, необходимо внедрение новых методик комплексной диагностики, позволяющих более детально изучить данную проблему. Одной из таких технологий является измерение показателей биоэлектрической активности головного мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Исследования с использованием ЭЭГ выявили изменения в функционировании головного мозга, связанные с сенсорными и когнитивными нарушениями при шизофрении [9—11]. Учитывая высокое временное разрешение (порядка миллисекунд), метод ЭЭГ может фиксировать динамику мозга, лежащую в основе сенсорных, когнитивных, аффективных и/или моторных процессов, как в покое, так и в ответ на стимул. Более того, это наиболее доступный метод прямого измерения активности головного мозга.
Комплексное исследование нейрофизиологических основ психических и поведенческих расстройств с применением современных методов нейронаук в аспекте клиники, динамики, а также конституциональных факторов (как интегральных характеристик жизнедеятельности организма) является актуальной задачей в современной психиатрии. Она базируется на клинико-антропологической модели медицины и заключается в одновременном и сопряженном анализе характеристик фенотипа больного, его функционального состояния и клинических характеристик болезни [12].
Цель исследования — установить сопряженности функциональных изменений головного мозга больных шизофренией с клиническими проявлениями заболевания и их конституционально—морфологическими особенностями.
Материал и методы
Исследование было проведено в соответствии с этическими стандартами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации 1964 г. с поправками в 1975—2013 гг. и одобрено локальным Этическим комитетом при НИИ психического здоровья Томского НИМЦ (протокол №157 от 18.11.22). Все обследуемые пациенты дали письменное информированное согласие на участие в исследовании и обработку персональных данных.
Отбор пациентов для участия в исследовании осуществлялся на базе клиники ФГБНУ «Научно-исследовательский институт психического здоровья» Томского НИМЦ РАН. Всего в исследовании приняли участие 118 больных шизофренией (64 мужчины и 54 женщины) в возрасте 33 [29; 40] лет, длительность заболевания 10 [4; 16] лет, возраст манифестации шизофренического процесса 23 [20; 28] года. Все пациенты на момент включения в исследование получали базисную терапию препаратами из группы антипсихотиков второго поколения в терапевтических дозировках, одобренных Минздравом России, длительность терапии составила 4 [1; 9] года.
Критерии включения: возраст пациентов 18—60 лет, принадлежность к славянской национальности, верифицированный диагноз шизофрении по критериям МКБ-10, согласие на участие в исследовании.
Критерии исключения: наличие выраженных органических, неврологических и соматических расстройств, приводящих к органной недостаточности, нарушения скелетного остова, отказ от участия в исследовании.
Объективная оценка тяжести клинико-психопатологической симптоматики была выполнена с использованием шкалы позитивных и негативных синдромов (Positive and Negative Syndrome Scale, PANSS) в адаптированной русской версии SCI PANSS [13]. Антропометрическое обследование пациентов выполнялось по методике В.В. Бунака в модификации В.П. Чтецова [14] для взрослых выборок с вычислением основных интегральных индексов телосложения: индексов конституционально-морфологического типа (индекс Rees—Eysenk) и соматической половой дифференциации (индекс Tanner). Индекс Rees—Eisenk рассчитывался по формуле
Интерпретация индекса Rees—Eisenck: гиперстенический тип определялся при индексе <96; мезостенический — от 96 до 106; астенический — свыше 106. Индекс Tanner рассчитывался по формуле: 3·ширина плеч—ширина таза. При значении Tanner <83,7 соматический тип определялся как гинекоморфный; при индексе в границах от 83,7 до 93,1 — мезоморфный; при больших значениях — андроморфный [14].
Нейрофизиологическое исследование осуществлялось в электрически экранированной комнате с приглушенным светом. Пациенты во время исследования находись в положении сидя. ЭЭГ регистрировались в первой половине дня (между 9 и 12 ч), после завтрака, в состоянии спокойного расслабленного бодрствования с закрытыми глазами. ЭЭГ записывали с помощью энцефалографа NEUROFAX EEG-1200K («Nihon Kohden», Япония) по международной системе 10—20%, монополярно в 16 стандартных отведениях: лобных (Fp1, Fp2, F3, F4, F7, F8), центральных (C3, C4), теменных (P3, P4), затылочных (O1, O2) и височных (T3, T4, T5, T6), с частотой дискретизации 1 кГц, Fz в качестве электрода заземления и референтными электродами (A1, A2) на мочках ушей (рис. 1). Общая длительность записи ЭЭГ составляла не менее 3 мин. Все пациенты в течение записи ЭЭГ находились под наблюдением врача функциональной диагностики, и в случае выявления признаков засыпания или ЭЭГ-признаков сонливости запись прекращалась. Для количественной оценки ЭЭГ рассчитывались значения абсолютной спектральной мощности (мкВ2) для тета- (4—7 Гц), альфа- (8—13 Гц) и бета- (14—30 Гц) ритмов.
Рис. 1. Схема ЭЭГ-отведений.
Статистический анализ выполнен с использованием программного обеспечения Statistica for Windows V. 12.0 (Statsoft). Проверка на согласие распределения с нормальным законом осуществлялась с помощью критериев Колмогорова—Смирнова (с поправкой Лиллиефорса) и критерия Шапиро—Уилка. Данные представлены в виде медианы и межквартильного размаха — Me [Q1; Q3]. Для оценки наличия, уровня и направленности связей нейрофизиологических, клинико-динамических и антропометрических показателей применялся корреляционный анализ Спирмена. Пороговый уровень статистической значимости p был принят равным 0,05.
Результаты
По результатам корреляционного анализа было обнаружено наличие статистически значимых связей между параметрами ЭЭГ и рядом клинико-динамических показателей больных шизофренией: возрастом манифестации и длительностью заболевания (табл. 1).
Таблица 1. Связь параметров ЭЭГ больных шизофренией с основными клинико-динамическими показателями
| Спектральная мощность ритма в отведениях | Корреляция с возрастом манифестации | Корреляция с длительностью заболевания |
| Альфа-ритм, 8—13 Гц | ||
| T3 | R=0,098; p=0,239 | R=–0,308; p=0,031* |
| C4 | R=0,011; p=0,917 | R=–0,284; p=0,049* |
| Бета-ритм, 14—30 Гц | ||
| Fp1 | R=0,296; p=0,041* | R=–0,052; p=0,586 |
| Fp2 | R=0,285; p=0,049* | R=–0,053; p=0,577 |
| F3 | R=0,307; p=0,031* | R=–0,078; p=0,417 |
| F4 | R=0,317; p=0,024* | R=–0,098; p=0,306 |
| P3 | R=0,081; p=0,418 | R=–0,291; p=0,047* |
| P4 | R=0,052; p=0,589 | R=–0,283; p=0,049* |
| O1 | R=–0,080; p=0,407 | R=–0,321; p=0,021* |
| O2 | R=–0,019; p=0,836 | R=–0,299; p=0,038* |
| T3 | R=0,079; p=0,413 | R=–0,286; p=0,045* |
| T4 | R=0,015; p=0,873 | R=–0,300; p=0,037* |
| T5 | R=0,086; p=0,372 | R=–0,311; p=0,027* |
| Тета-ритм, 4—7 Гц | ||
| O1 | R=–0,087; p=0,365 | R=–0,299; p=0,038* |
| T5 | R=–0,032; p=0,735 | R=–0,288; p=0,049* |
Примечание. Здесь и в табл. 2: * — уровень статистической значимости при p<0,05.
Выявлены статистически значимые прямые корреляции между возрастом манифестации заболевания и спектральной мощностью бета-ритма в лобных отведениях (Fp1, Fp2, F3 и F4). Также были обнаружены обратные корреляции между длительностью заболевания пациентов с шизофренией и спектральной мощностью альфа-ритма в левом височном (T3) и правом центральном (C4) отведениях, бета-ритма в теменно-затылочных (P3, P4, O1, O2) и височных (T3, T4, T5) отведениях, тета-ритма в левом затылочном (O1) и задневисочном (T5) отведениях. Статистически значимых корреляций между возрастом пациентов, длительностью базисной терапии, тяжестью клинико-психопатологической симптоматики по шкале PANSS и параметрами ЭЭГ нам обнаружить не удалось (p>0,05).
Далее нами были проанализированы связи между параметрами ЭЭГ и основными конституциональными характеристиками пациентов с шизофренией (табл. 2).
Таблица 2. Связь параметров ЭЭГ больных шизофренией с их основными конституциональными характеристиками
| Спектральная мощность ритма в отведениях | Корреляция с индексом Tanner | Корреляция с индексом Rees—Eysenk |
| Альфа-ритм, 8—13 Гц | ||
| Fp1 | R=–0,367; p=0,023* | R=0,146; p=0,218 |
| Fp2 | R=–0,375; p=0,019* | R=0,132; p=0,266 |
| F3 | R=–0,318; p=0,045* | R=0,115; p=0,335 |
| F4 | R=–0,324; p=0,048* | R=0,084; p=0,477 |
| F7 | R=–0,349; p=0,035* | R=0,031; p=0,798 |
| F8 | R=–0,448; p=0,003* | R=0,115; p=0,331 |
| T3 | R=–0,386; p=0,015* | R=–0,061; p=0,605 |
| T4 | R=–0,391; p=0,013* | R=–0,001; p=0,992 |
| Тета-ритм, 4—7 Гц | ||
| F3 | R=0,067; p=0,573 | R=–0,353; p=0,032* |
| F4 | R=0,087; p=0,465 | R=–0,358; p=0,029* |
Выявлены статистически значимые обратные корреляции между индексом Tanner и спектральной мощностью альфа-ритма в лобных (Fp1, Fp2, F3, F4, F7, F8) и височных (T3, T4) отведениях. Также были обнаружены статистически значимые обратные корреляции между индексом Rees—Eysenk и спектральной мощностью тета-ритма в лобных отведениях (F3, F4). Статистически значимых корреляций между возрастом пациентов, возрастом манифестации заболевания, длительностью заболевания, продолжительностью базисной терапии, тяжестью клинико-психопатологической симптоматики по шкале PANSS и основными конституциональными характеристиками пациентов не обнаружено (p>0,05).
Обсуждение
Исследованию биоэлектрической активности головного мозга больных шизофренией посвящено большое количество работ [9—11, 15, 16]. В ряде работ показано, что у больных шизофренией снижена спектральная мощность медленных волн (дельта-, тета-ритм) по сравнению с нормой, что также коррелирует с нарушением выполнения нейропсихологических тестов [10, 15]. Другие же исследователи обнаружили снижение спектральной мощности альфа- [15, 16] и/или бета-активности [4, 11] у больных шизофренией. В основном эти результаты были получены при изучении различий между отдельными усредненными спектральными характеристиками ЭЭГ в норме и при патологии без учета клинико-динамических и конституциональных факторов больных. В связи с этим в представленном исследовании акцент делался на выявлении корреляционных связей между отдельными клинико-динамическими и антропометрическими характеристиками пациентов с шизофренией и спектральными показателями ЭЭГ в покое.
Полученные данные указывают на снижение спектральной мощности альфа-, бета- и тета-ритма ЭЭГ у больных шизофренией в различных отведениях с увеличением длительности заболевания, что указывает на широкую вовлеченность мозговых процессов, включая корковые и подкорковые структуры, в патогенез шизофрении. Таким образом, по мере прогрессирования заболевания происходит общее замедление (уплощение) биоэлектрических процессов в головном мозге пациентов (рис. 2 на цв. вклейке). При этом замечено, что с увеличением возраста манифестации заболевания у пациентов выявлялись более высокие показатели спектральной мощности бета-ритма преимущественно в лобных отделах мозга. Таким образом, более поздняя манифестация заболевания сопровождается увеличением процессов десинхронизации, что указывает на усиление восходящего активирующего влияния на кору головного мозга со стороны ретикулярной формации ствола мозга (преобладание процессов возбуждения в головном мозге) [17, 18].
Рис. 2. Показатели спектральной мощности ЭЭГ больных шизофренией с разной длительностью заболевания.
Слева (а) — пример ЭЭГ больного с длительностью заболевания 2 года; Справа (б) — пример ЭЭГ больного с длительностью заболевания 10 лет.
Также в группе пациентов с шизофренией были выявлены значимые связи между данными количественной ЭЭГ и основными показателями морфофенотипа конституции. В частности, обнаружены обратные корреляции между спектральной мощностью альфа-ритма в лобно-височных отделах мозга и индексом Tanner, а также между спектральной мощностью тета-ритма в лобных отведениях и индексом Rees—Eysenk. Обнаруженные закономерности свидетельствуют, что морфофенотипический сдвиг в сторону гиперстении и смещение соматической половой дифференциации к гинекоморфии ассоциирован с усилением процессов синхронизации (гиперсинхронизация) биоэлектрической активности мозга преимущественно во фронтальных и височных отделах, что трактуется в клинической электроэнцефалографии как нарушение корково-подкорковых взаимоотношений [17, 18]. Таким образом, согласно полученным данным, конституционально-морфологический тип ассоциирован с тета-ритмом в лобных отведениях, а соматическая половая дифференциация — с альфа-ритмом в лобно-височных отделах мозга у пациентов с шизофренией.
Заключение
Полученные данные свидетельствуют о наличии сопряженности функциональных изменений головного мозга больных шизофренией с клиническими проявлениями заболевания и их конституционально-морфологическими особенностями, которые, как известно, являются стабильными во времени и выступают структурным биомаркером, определяющим норму реакции на патологические изменения. Таким образом, проведенная оценка связи функционального состояния ЦНС с конституционально-морфологическими характеристиками пациентов с шизофренией и динамическими показателями болезни открывают перспективы для исследований структурно-функциональных закономерностей процессуальных изменений при шизофрении.
Исследование проведено в рамках выполнения гос. задания №075-01392-23-00 «Персонализированная диагностика и терапия больных полиморбидными расстройствами шизофренического и аффективного спектра», регистрационный номер 123041900006-4.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.