Анализ подтверждает, что болезни избирательно поражают сети мозга.
Мозг обладает сложной архитектурой функциональных сетей в качестве механизма обработки информации. Является ли сетевая архитектура мозга мишенью для болезней? Если да, то какие сети связаны с какими заболеваниями? Что это может сказать нам об основных причинах заболеваний головного мозга?
Основываясь на выдающемся прогрессе в нейробиологии за последние 30 лет, исследователи из Центра медицинских наук Техасского университета в Сан-Антонио (UT Health San Antonio) опубликовали исследование 43 расстройств мозга — как психических, так и неврологических — и убедительно подтвердили теорию. получила название « гипотеза сетевой дегенерации». Согласно этой теории, структурное повреждение, связанное с заболеванием, проникает в функциональные сети, используемые в поведении человека, а также воспроизводится в «сетях совместного изменения».
Оценивая метаболические потребности в этих сетях, исследование постулировало метаболический стресс в узлах с интенсивным движением («узловой стресс») как ключевую причину сетевой дегенерации.
В исследовании, опубликованном 8 марта в журнале Nature Journal Communications Biology , использовалась BrainMap, база данных, содержащая более 20 000 опубликованных экспериментов по функциональной и структурной нейровизуализации. Научно-исследовательский институт визуализации в UT Health San Antonio является местом рождения и академическим центром BrainMap. Подтверждая влияние проекта BrainMap, Национальные институты здравоохранения в апреле возобновили финансирование этой работы еще на четыре года (14-17 годы проекта). Это награда в размере 2,4 миллиона долларов.
«Статья по коммуникационной биологии представляет собой метаанализ десятков тысяч экспериментов, извлеченных из базы данных BrainMap», — сказал Питер Т. Фокс, доктор медицины, профессор и директор Исследовательского института визуализации. Доктор Фокс и соавторы сравнили паттерны связи крупномасштабных функциональных сетей, используемых в нормальном поведении, с связанными с заболеванием сетями коальтераций и обнаружили поразительное совпадение.
«Объем структурного и функционального сетевого соответствия впечатляет, — сказал доктор Фокс. «Четырнадцать из 20 наблюдаемых сетей ко-альтерации, связанных с заболеванием, в очень значительной степени соответствовали функциональным сетям, участвующим в нормальном поведении, таких как движение, восприятие, эмоции, язык, решение проблем, а также кодирование и воспроизведение памяти».
Среди выводов статьи:
Атрофия или гипертрофия серого вещества следует сетевым принципам.
Неврологические заболевания имеют более сильные сетевые ассоциации, чем психические заболевания.
Некоторые болезни имеют более диффузное воздействие на сети, чем другие. Болезнь Хантингтона, например, поражает девять сетей, шизофрения поражает семь, тогда как большое депрессивное расстройство и биполярное расстройство поражают две сети.
«Исследователи могут использовать эти многомерные результаты в качестве дорожной карты для более конкретных исследований, поскольку биологически значимые области интереса могут быть получены из компонентных карт, представленных в нашем исследовании», — сказал доктор Фокс.
Решающее значение имеет постоянное финансирование инициативы BrainMap. «В рамках предстоящей работы мы будем сотрудничать с Техасским центром передовых вычислений в UT Остине над созданием портала сообщества BrainMap для высокопроизводительных вычислений, инструмента, позволяющего проводить крупномасштабный, сложный, многомерный анализ такого типа, который будет легче выполнять исследовательскому сообществу на свободе «, — сказал доктор Фокс.
