Функциональная связанность структур головного мозга у больных нервной анорексией по данным фМРТ состояния покоя: проспективное исследование

ВВЕДЕНИЕ: В работе проведен анализ отечественной и зарубежной литературы, посвященной функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) у пациентов с нервной анорексией. Представлены результаты обследования головного мозга пациентов с нервной анорексией (НА) с помощью фМРТ состояния покоя.

ЦЕЛЬ: Изучить функциональную связанность в сетях состояния покоя у пациентов с НА.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Обследовано 43 пациента с нервной анорексией в возрасте от 14 до 19 лет. Группу контроля составил 31 здоровый доброволец. Проанализирована связанность структур, участвующих в формировании сети пассивного режима работы мозга, фронтопариетальной и зрительной сети. Статистика: Применялась математико-статистическая обработка в  программной среде языка программирования Python с использованием среды разработки Jupyter-notebook и прикладных модулей для статистического анализа Pandas и Numpi). Основным инструментом статистического анализа функциональной МРТ был пакет специализированного программного обеспечения CONN-TOOLBOX.

РЕЗУЛЬТАТЫ: В сети пассивного режима работы мозга выявлено снижение коннективности между медиальной префронтальной корой и кластером, включающим левую угловую извилину и левую надкраевую извилину, и повышение коннективности между правой латеральной теменной корой и кластером, включающим левые прецентральную и постцентральную извилины. В фронтопариетальной сети были получены достоверные показатели снижения коннективности между правой латеральной префронтальной корой и тремя кластерами, включающими полюса лобных долей, левые верхнюю и среднюю лобные извилины, левую латеральную затылочную кору. В визуальной сети было выявлено снижение коннективности между левой латеральной визуальной сетью и кластером, включающим преимущественно латеральные отделы полушарий мозжечка и его червь, правой латеральной визуальной сетью и кластером, включающим преимущественно правую и левую язычную извилину, полушария и червь мозжечка.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Наше исследование показало нарушение функциональной связанности структур больных НА, приводящее к  зрительно-пространственным нарушениям и, вследствие этого, изменению сложного процесса постановки целей, планирования соответствующих путей к этим целям и нарушению когнитивного контроля.

1. Захарова Л.И. Нервная анорексия: распространенность, критерии диагностики и психосоматические соотношения (обзор) // Научные результаты биомедицинских исследований. 2019. Т. 5, № 1. С. 108–121. [Zakharova LI. Anorexia nervosa: prevalence, diagnostic criteria and psychosomatic relations (review). Research Results in Biomedicine, 2019, Vol. 5, No. 1, рр. 108–121 (In Russ.)].

2. Пырьева Е.А., Сорвачева Т.Н., Волкова Л.Ю., Колтунов И.Е., Петряйкина Е.Е., Усачева Е.Л. Современные подходы к ведению пациентов с нервной анорексией в условиях стационара // Педиатрия. Журнал им. Г. Н. Сперанского. 2015. Т. 94, № 5. С. 41–47. [Pyr yeva E.A., Sorvacheva T.N., Volkova L.Yu., Koltunov I.E., Petryaykina E.E., Usacheva E.L. Modern approaches to the management of patients with anorexia nervosa in a hospital. Pediatrics. Journal them. G. N. Speransky, 2015, Vol. 94, No. 5, рр. 41–47 (In Russ.)].

3. Пичиков А.А., Попов Ю.В., Яковлева Ю.А., Ананьева Н.И., Саломатина Т.А., Ахмерова Л.Р., Андреев Е.В. Динамика нарушений интероцепции у пациенток с нервной анорексией в процессе лечения // Обозрение психиатрии и медицинской психологии имени В. М. Бехтерева. 2019. Т. 4–2. С. 68–77. [Pichikov A.A., Popov Y.V., Yakovleva Y.A., Ananieva N.I., Salomatina T.A., Akhmerova L.R., Andreev E.V. The dynamics of violations interoception in patients with anorexia nervosa during treatment. V. M. Bekhterev review of psychiatry and medical psychology, 2019, Vol. 4–2, рр. 68–77 (In Russ.)]. doi: 10.31363/2313-7053-2019-4-2-68-77.

4. Kaye W.H., Wierenga C.E., Bailer U.F., Simmons A.N., Bischoff-Grethe A. Nothing tastes as good as skinny feels: the neurobiology of anorexia nervosa // Trends in Neurosciences. 2013. Vol. 36, No. 2. Р. 110–120. doi: 10.1016/j.tins.2013.01.003.

5. Treasure J., Zipfel S., Micali N. Anorexia nervosa // Nature Reviews Disease Primers. 2015. Vol. 1, No. 1. Р. 15074. doi: 10.1038/nrdp.2015.74.

6. Zipfel S., Giel K.E., Bulik C.M., Hay P., Schmidt U. Anorexia nervosa: aetiology, assessment, and treatment // The Lancet Psychiatry. 2015. Vol. 2, No. 12. S. 1099–1111. doi: 10.1016/s2215-0366(15)00356-9.

7. Gaudio S., Quattrocchi C.C. Neural basis of a multidimensional model of body image distortion in anorexia nervosa // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2012. Vol. 36, No. 8. Р. 1839–1847. doi: 10.1016/j.neubiorev.2012.05.003.

8. Brooks S.J., O Daly O.G., Uher R. et al. Differential Neural Responses to Food Images in Women with Bulimia versus Anorexia Nervosa / ed. М. Tsakiris // PLoS ONE. 2011. Vol 6, No. 7. e22259. doi: 10.1371/journal.pone.0022259.

9. Zastrow A., Kaiser S., Stippich C. et al. Neural Correlates of Impaired Cognitive-Behavioral Flexibility in Anorexia Nervosa // American Journal of Psychiatry. 2009. Vol. 166, No. 5. Р. 608–616. doi: 10.1176/appi.ajp.2008.08050775.

10. Eynde F., Suda M., Broadbent H. et al. Structural Magnetic Resonance Imaging in Eating Disorders: A Systematic Review of Voxel-Based Morphometry Studies // European Eating Disorders Review. 2011. Vol. 20, No. 2. Р. 94–105. doi: 10.1002/erv.1163.

11. Titova O.E., Hjorth O.C., Schiöth H.B., Brooks S.J. Anorexia nervosa is linked to reduced brain structure in reward and somatosensory regions: a meta-analysis of VBM studies // BMC Psychiatry. 2013. Vol. 13, No. 1. doi: 10.1186/1471-244x-13-110.

12. Буккиева Т.А., Чегина Д.С., Ефимцев А.Ю., Левчук А.Г., Исхаков Д.К., Соколов А.В., Фокин В.А., Труфанов Г.Е. Функциональная МРТ покоя. Общие вопросы и клиническое применение // REJR. 2019. Т. 9, № 2. С. 150–170. [Bukkieva Т.А., Chegina D.S., Еfimtsev А.Yu., Levchuk A.G., Iskhakov D.K., Sokolov A.V., Fokin V.A., Trufanov G.E. Resting state functional MRI. General issues and clinical application. REJR, 2019, Vol. 9, No. 2, рр. 150–170 (In Russ.)]. doi: 10.21569/2222-7415-2019-9-2-150-170.

13. Абриталин Е.Ю., Шамрей В.К., Труфанов Г.Е., Корзенев А.В. Функциональная магнитно-резонансная томография для объективизации состояния больных с аффективной патологией // Доктор.Ру. 2010. Т. 4, № 47. С. 82–87. [Abritalin E.Yu., Shamrey V.K., Trufanov G.E., Korzenev A.V. Functional magnetic resonance imaging for objectification of the condition of patients with affective pathology. Doctor.Ru, 2010, Vol. 4, No. 47, рр. 82–87 (In Russ.)].

14. Ананьева Н.И., Саломатина Т.А., Попов Ю.В., Пичиков А.А., Ахмерова Л.Р., Андреев Е.В. фМРТ состояния покоя и воксель-базированная морфометрия пациентов с нервной анорексией // Лучевая диагностика и терапия. 2019. № 1. С. 26–27. [Anan’eva N.I., Salomatina T.A., Popov Yu.V., Pichikov A.A., Akhmerova L.R., Andreev E.V. resting state fMRI and voxel-based morphometry in patients with anorexia nervosa. Diagnostic radiology and radiotherapy, 2019, No. 1, рр. 26–27 (In Russ.)].

15. Damoiseaux J.S., Rombouts S.A.R.B., Barkhof F. et al. Consistent resting-state networks across healthy subjects. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2006. Vol. 103, No. 37. Р. 13848–13853. doi: 10.1073/pnas.0601417103.

16. Smith S.M., Fox P.T., Miller K.L. et al. Correspondence of the brain’s functional architecture during activation and rest // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. Vol. 106, No. 31. Р. 13040–13045. doi: 10.1073/pnas.0905267106.

17. Van den Heuvel M.P., Hulshoff Pol H.E. Exploring the brain network: a review on resting-state fMRI functional connectivity // European neuropsychopharmacology: the journal of the European College of Neuropsychopharmacology. 2010. Vol. 20, No. 8. Р. 519–534. doi: 10.1016/j.euroneuro.2010.03.008.

18. Bilevicius E., Kolesar T.A., Smith S.D., Trapnell P.D., Kornelsen J. Trait Emotional Empathy and Resting State Functional Connectivity in Default Mode, Salience, and Central Executive Networks // Brain Sciences. 2018. Vol. 8, No. 7. Р. 128.

19. Barkhof F., Haller S., Rombouts S.A.R.B. Resting-State Functional MR Imaging: A New Window to the Brain // Radiology. 2014. Vol. 272, No. 1. Р. 29–49. doi: 10.1148/radiol.14132388.

20. Gaudio S., Wiemerslage L., Brooks S.J., Schiöth H.B. A systematic review of resting-state functional-MRI studies in anorexia nervosa: Evidence for functional connectivity impairment in cognitive control and visuospatial and body-signal integration // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2016. Vol. 71. Р. 578–589. doi: 10.1016/j.neubiorev.2016.09.032.

21. Boehm I., Geisler D., King J.A., Ritschel F., Seidel M., Deza Araujo Y., Petermann J., Lohmeier H., Weiss J., Walter M., Roessner V., Ehrlich S. Increased resting state functional connectivity in the fronto-parietal and default mode network in anorexia nervosa // Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2014. Vol. 8. doi: 10.3389/fnbeh.2014.00346.

22. McFadden K., Tregellas J., Shott M., Frank G. Reduced salience and default mode network activity in women with anorexia nervos // Journal of Psychiatry and Neuroscience. 2014. Vol. 39, No. 3. Р. 178–188. doi: 10.1503/jpn.130046.

23. Phillipou A., Abel L.A., Castle D.J. et al. Resting state functional connectivity in anorexia nervosa // Psychiatry Research: Neuroimaging. 2016. Vol. 251. Р. 45–52. doi: 10.1016/j.pscychresns.2016.04.008.

24. Favaro A., Santonastaso P., Manara R., Bosello R., Bommarito G., Tenconi E., DiSalle F. Disruption of visuospatial and somatosensory functional connectivity in anorexia nervosa // Biol. Psychiatry. 2012. Vol. 72. Р. 864–870. doi: 10.1016/j.biopsych.2012.04.025.

25. Cabeza R., Ciaramelli E., Moscovitch M. Cognitive contributions of the ventral parietal cortex: an integrative theoretical account // Trends in Cognitive Sciences. 2012. Vol. 16, No. 6. Р. 338–352.

26. Humphreys G.F., Lambon Ralph M.A. Fusion and Fission of Cognitive Functions in the Human Parietal Cortex. // Cerebral Cortex. 2014. Vol. 25, No. 10. Р. 3547– 3560. doi: 10.1093/cercor/bhu198.