Нарушения волны N170 слуховых вызванных потенциалов как результат патологии процесса элиминации синапсов у больных параноидной шизофренией с первым психотическим приступом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе исследовалась реакция корковых структур на слуховые стимулы разной эмоциональной значимости (связанные с бредом и галлюцинациями и нейтральные) в норме (n = 15; 7 мужчин, 8 женщин) и у больных параноидной шизофренией (n = 24; 11 мужчин, 13 женщин), с высшим или средним специальным образованием и приблизительно равным уровнем социального благополучия, в компоненте N170 слухового вызванного потенциала (ВП). У здоровых испытуемых обнаружено достоверное увеличение амплитуды и укорочение латентности волны N170 в правой центрально-париетальной области на эмоционально-значимые стимулы, что подчеркивает большую выраженность активации коры на данный тип стимулов. Наряду с общим снижением активации коры головного мозга, характерным для больных параноидной шизофренией, по данным большинства научных источников в этом компоненте ВП, наше исследование выявило одновременное увеличение обоих параметров ВП–амплитуды и латентности в лобных областях и их снижение в центральных и височных–явление, которое названо нами парадоксальным эффектом (ПЭ). ПЭ у больных развивается в ответ на эмоционально-значимые стимулы–слова, ассоциированные с бредом и псевдогаллюцинациями, в норме вызывающие повышение активации. Таким образом, исследование подтверждает нашу гипотезу, что на слуховых ВП обнаруживаются ПЭ, как и на зрительных, что было обнаружено нами ранее в предыдущих исследованиях. Тот факт, что ПЭ наблюдается на волне N170 слухового вызванного потенциала (СВП), то есть на том же втором этапе восприятия, что и в зрительном (ЗВП), может указывать на общий для этих модальностей характер данной реакции. Однако поскольку слуховой стимул более короткий и компактный, чем изображение, реакция на него более ранняя. В связи с этим ПЭ на слуховой стимул развивается на волне N170, тогда как на зрительный–в более позднем компоненте Р200. Таким образом, при шизофрении уже через 170 мс после предъявления стимула в ответ на значимые стимулы обнаруживается «конфликт» между возбуждением и торможением, в результате которого развиваются ПЭ. О «родстве» ПЭ, обнаруженных при шизофрении на ЗВП и СВП, свидетельствуют и данные о сходном характере распространения в коре головного мозга возбуждения с одновременным увеличением или уменьшением обоих параметров компонента ВП N170. Предполагается, что выявленные нарушения связаны с характерным для шизофрении патологическим протеканием процесса элиминации синапсов–так называемого прунинга, результатом которого является избыток синапсов в лобных областях в сочетании с их дефицитом в центральных областях коры.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Архипов

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Email: sooperego@ya.ru
Россия, Москва

Г. И. Родионов

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sooperego@ya.ru
Россия, Москва

В. Б. Стрелец

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Email: sooperego@ya.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Fatemi SH, Folsom TD (2009) The Neurodevelopmental Hypothesis of Schizophrenia, Revisited. Schizoph Bull 35(3): 528–548. https://doi.org/10.1093/schbul/sbn187
  2. Feinberg I (1982) Schizophrenia: caused by a fault in programmed synaptic elimination during adolescence? J Psychiatr Res 17(4): 319–334. https://doi.org/10.1016/0022–3956(82)90038–3
  3. Beaumont JC, Dimond S (1973) Brain disconnection and schizophrenia. Br J Psychiatry 123: 661–662. https://doi.org/10.1192/bjp.123.661
  4. Marenco S, Weinberger D (2000) The neurodevelopmental hypothesis of schizophrenia: Following a trail of evidence from cradle to grave. Development and Psychopathol 12(3): 501–527. https://doi.org/10.1017/S0954579400003138
  5. Uhlhaas PJ, Singer W (2012) Neuronal dynamics and neuropsychiatric disorders: toward a translational paradigm for dysfunctional large-scale Networks. Neuron 75(6): 963–980. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.09.004
  6. Tononi G, Edelman GM (1998) Consciousness and complexity. Science 282(5395): 1846–1851. https://doi.org/10.1126/science.282.5395.1846
  7. Иваницкий АМ, Стрелец ВБ, Корсаков ИА (1984) Информационные процессы мозга и психическая деятельность. М. Наука. [Ivanitskiy AM, Strelets VB, Korsakov IA (1984) Information processes of the brain and mental activity. M. Nauka. (In Russ)].
  8. Vogel EK, Luck SJ (2000) The visual N1 component as an index of a discrimination process. Psychophysiology 37(2): 190–203. https://doi.org/10.1111/1469–8996.3720190
  9. Busey TA, Vanderkolk JR (2005) Behavioral and electrophysiological evidence for configural processing in fingerprint experts. Vision Res 45(4): 431–448 https://doi.org/10.1016/j.visres.2004.08.021
  10. Стрелец ВБ, Родионов ГИ, Нурбеков МК, Ушаков ВЛ, Архипов АЮ (2021) Анализ парадоксальных нейрофизиологических реакций на разных этапах восприятия отрицательных эмоциональных стимулов у больных шизофренией. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 107(1): 119–132. [Strelets VB, Rodionov GI, Nurbekov MK, Ushakov VL, Arkhipov AYu (2021) Analysis of Paradoxical Neurophysiological Reactions at Different Stages of Perception of Negative Emotional Stimuli in Patients with Schizophrenia. Russ J Physiol 107(1): 119–132. (In Russ)]. https://doi.org/10.31857/S086981392101012X
  11. Иваницкий АМ (1996) Мозговая основа субъективных переживаний: гипотеза информационного синтеза. Журн высш нервн деятельн 46(2): 241. [Ivanitskiy AM (1996) The brain basis of subjective experiences: the information synthesis hypothesis. J Higher Nerv Activ 46(2): 241. (In Russ)].
  12. Faust TE, Gunner G, Schafer DP (2021) Mechanisms governing activity-dependent synaptic pruning in the developing mammalian CNS. Nat Rev Neurosci 22(11): 657–673. https://doi.org/10.1038/s41583–021–00507-y
  13. Zecevic N, Bourgeois J-P, Rakic P (1989) Changes in synaptic density in motor cortex of rhesus monkey during fetal and postnatal life. Dev Brain Res 50: 11–32.
  14. Uhlhaas PJ, Singer W (2013) High-frequency oscillations and the neurobiology of schizophrenia. Dialog Clin Neurosci 15(3): 301–313. http://dx.doi.org/10.31887/DCNS.2013.15.3/puhlhaas
  15. Hochberg Y, Benjamini Y (1990) More powerful procedures for multiple significance testing. Statist Med 9 (7): 811–818. https://doi.org/10.1002/sim.4780090710
  16. Hunt MJ, Kopell NJ, Traub RD, Whittington MA (2017) Aberrant network activity in schizophrenia. Trends Neurosci 40(6): 371–382. https://doi.org/10.1016/j.tins.2017.04.003
  17. Somel M, Liu X, Khaitovich P (2013) Human brain evolution: transcripts, metabolites and their regulators. Nat Rev Neurosci 14: 112–127. https://doi.org/10.1038/nrn3372
  18. Glahn DC, Laird AR, Ellison-Wright I, Thelen SM, Robinson JL, Lancaster JL, Bullmore E, Fox PT (2008) Meta-analysis of gray matter anomalies in schizophrenia: application of anatomic likelihood estimation and network analysis. Biol Psychiatry 64(9): 774–781. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2008.03.031
  19. Folstein JR, Van Petten C (2008) Influence of cognitive control and mismatch on the N2 component of the ERP: a review. Psychophysiology 45(1): 152–170. https://doi.org/10.1111/j.1469–8986.2007.00602.x
  20. Friston, KJ, Frith CD (1995) Schizophrenia: a disconnection syndrome. Clin Neurosci 3(2): 89–97.
  21. Carter JW, Schulsinger BA, Parnas J, Cannon T, Mednick SA (2002) A Multivariate Prediction Model of Schizophrenia. Schizophr Bull 28(4): 649–682. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.a006971
  22. Shagass C, Straumanis JJ Jr, Roemer RA, Amadeo M (1977) Evoked potentials of schizophrenics in several sensory modalities. Biol Psychiatry 12(2): 221–235.
  23. Симонова НА, Гарах ЖВ, Зайцева ЮС, Шмуклер АБ (2014) Нейрофизиологические механизмы нарушения зрительного восприятия при шизофрении. Социал клин психиатр 24(1): 81–89. [Symonova NA, Garakh JV, Zaytseva YuS, Shmukler AB (2014) Neurophysiological mechanisms of visual perception violation in schizophrenia. Social Klin Psihiatr 24(1): 81–89. (In Russ)].
  24. Алфимова МВ, Лебедева ИС, Томышев АН, Ахадов ТА, Семенова НА, Помыткин АН, Каледа ВГ (2016) Вербальная беглость на начальных этапах шизофрении: структурные и нейрофизиологические корреляты. Социал клин психиатр 4: 5–11. [Alfimova MV, Lebedeva IS, Tomishev AN, Ahadov TA, Semenova NA, Pomytkin AN, Kaleda VG (2016) Verbal fluency in early schizophrenia stages: structural and neurophysiological correlates. Social Klin Psihiatr 4: 5–11. (In Russ)].
  25. Бочкарев ВК, Солнцева СВ, Киренская АВ, Ткаченко АА (2020) Сравнительное исследование характеристик волны Р300 и вызванного тета-ритма при шизофрении и расстройствах личности. Журн неврол психиатр им. СС Корсакова 120 (3): 41–47. [Bochkarev VK, Solnceva SV, Kirenskaia AV, Tkachenko AA (2020) A comparative study of the P300 wave and evoked theta-rhythm in schizophrenia and personality disorders. SS Korsakov J Neurol Psychiatr 120(3): 41–47. (In Russ)]. https://doi.org/10.17116/jnevro202012003141

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Активация коры на эмоционально-значимый раздражитель у здоровых испытуемых по сравнению с больными шизофренией во фронто-центральной области по средней линии. ВП здоровых испытуемых обозначен серой линией, ВП пациентов с параноидной шизофренией отмечен черным цветом.

Скачать (87KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Активация коры на эмоционально-значимый раздражитель по сравнению с нейтральным у здоровых испытуемых в правой центрально-теменной области. ВП на нейтральный стимул обозначен серой линией, ВП на эмоционально-значимый стимул – черной линией.

Скачать (88KB)
Метаданные
4. Рис. 3. ПЭ с одновременным увеличением латентности и амплитуды волны N170 в центральной лобной области по средней линии у больных шизофренией. ВП на нейтральный стимул обозначен серой линией, ВП на эмоционально-значимый стимул – черной линией.

Скачать (79KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ПЭ с одновременным уменьшением латентности и амплитуды волны N170 в левой центральной области у больных шизофренией. ВП на нейтральный стимул обозначен серой линией, ВП на эмоционально-значимый стимул – черной линией.

Скачать (83KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024