ما الذي يسببه خلل في الدماغ يسبب المرض العقلي؟

أستطيع أن أرى جمال الأشياء الزجاجية بالكامل في اللحظة التي تنزلق فيها من يدي.
- أندرو سليمان

علم الأعصاب يخطو خطوات كبيرة نحو فهم المرض العقلي والرفاه من منظور شبكات الدماغ من خلال دراسة "connectome" - يتبع مصطلح "الجينوم" - النمط المميز للترابطات الهيكلية والوظيفية بين الدماغ المختلفة المناطق. وبصرف النظر عن فهم ما تفعله مناطق الدماغ الفردية ، فإن فهم الشبكة العصبية يعني التلقيح منظور الدماغ الكامل ، استيعاب الأنماط النظامية لوظيفة الدماغ التي تؤدي في النهاية إلى عقل، الشخصيةوالصحة وعلم الأمراض والعلاقات الاجتماعية.

إن عمق التعقيد الذي بدأنا للتو في إدراكه هو فتح طرق للتشخيص والعلاج والتعزيز البشري الذي يحول التجربة الإنسانية ويعلم التعلم الآلي و الذكاء الاصطناعي. على العكس من ذلك ، فقط من خلال التقدم في النمذجة الرياضية ، والتقنيات الحسابية والتعلم الآلي ، والتصوير العصبي و علم الوراثة، أننا قادرون على التقاط تعقيدات وظيفة الدماغ بشكل هادف وكيف ترتبط وظيفة الدماغ بالحياة العقلية والسلوك الفعلي. من خلال فهم الوصلة العصبية في الصحة ، وتحديد أنماط الاتصال الشاذة كعلامات المرض ("خلل الاتصال") ، لقد تجاوزنا عتبة تحول نموذج عميق في كيفية فهمنا أنفسنا.

ووضع الأسس

في عام 2012 ، اقترح كل من Buckholtz و Meyer-Lindenberg ، جمع العديد من خيوط البحث السابقة ، نموذج "التشخيص عبر التشخيص" للمرض النفسي القائم على حول إمكانية أن عوامل الخطر الجينية والبيئية يمكن أن تؤدي إلى خلل في الاتصال الدماغي وما يقابله من معرفي وعاطفي مشاكل. إن تطوير نموذج تشخيصي مشخص يعتمد على الدراسات الوراثية والجينية المرتبطة بالأعراض السريرية من شأنه أن يوفر قوة ومنصة جديدة لفهم المرض العقلي ، مما يسمح بالكشف المبكر والوقاية ، والتشخيص الدقيق ، وأكثر فعالية علاج او معاملة.

في عام 2015 ، نشر سميث وزملاؤه بحثًا رئيسيًا يُظهر أنه يمكن فرز المشاركين من مشروع Human Connectome على أساس "إيجابي سلبي" سلسلة متصلة من خلال ربط نمط من خلل الاتصال ("وضع CCA") المستمدة من البيانات المتعلقة بنمط الحياة والديموغرافيا والوظيفة النفسية والتصوير العصبي النتائج. في عام 2017 ، أظهر كوفمان وزملاؤه أن الشبكة العصبية البشرية لا تتحرك فقط نحو نمط مستقر أثناء نمو دماغ المراهقين ، ولكن هذا التأخير في هذه العملية مرتبط بالعقلية الرديئة الصحة. مرحلة المراهقة هي مرحلة نمو رئيسية يكون خلالها الدماغ بلاستيكيًا عاليًا ، ويخضع لتغيرات سريعة ومثيرة في الاتصال. المراهقة هي فترة ضعف للأمراض العقلية ، عندما تتفاعل العوامل البيئية مع العوامل الوراثية والعصبية النمائية لتؤدي إلى الصحة أو المرض في مرحلة البلوغ. إن فهم ما يحدث في دماغ المراهقين هو خطوة أولى مهمة لتطوير مناهج فعالة للتخفيف من المخاطر وتأمين الرفاه في المستقبل.

قطع الاتصال رسم الخرائط

بناءً على هذا العمل المسبق ، عمل النويس وزملاؤه (2018) في النرويج مع فيلادلفيا نظر فريق دراسة التطور العصبي بشكل أعمق في العلاقة بين خلل الاتصال والأمراض العقلية لدى المراهقين. باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي) ، يقوم الدماغ بمسح من 748 شابًا تتراوح أعمارهم من 8.7 إلى 22.6 عامًا ، مع بيانات سريرية من غالبية المشاركون ، سعوا لمعرفة ما إذا كان هناك نمط معين من خلل الاتصال المرتبط بالمرض العقلي ، وكيف اختلف ذلك مع العمر و تطوير.

بالإضافة إلى بيانات التصوير العصبي الوظيفية ، نظروا إلى الأداء المعرفي باستخدام اختبارات محوسبة لقياس التحكم التنفيذي والعمل ذاكرةوالذاكرة العرضية والتفكير اللفظي وغير اللفظي والاجتماعي معرفة. بحثوا في العوامل السريرية بما في ذلك المزاج و القلق الأعراض ، مشاكل الأكل ، المشاكل السلوكية ، والأعراض الذهانية. من هذه البيانات ، استمدوا مقياسًا عامًا لعلم النفس المرضي أثناء النظر أيضًا في فئات أعراض محددة. قاموا بتكوين نمط وراثي للمشاركين ، بما في ذلك البيانات على مستوى الجينوم في تحليلهم.

نتائجهم لها آثار عميقة. أولاً ، حددوا سبع مجموعات من الأعراض السريرية ، بما في ذلك: 1) انتباه مشاكل؛ 2) القلق. 3) السلوكيات المخالفة للقواعد ؛ 4) الذهان النشط ("الإيجابي") والبادري (الاستعداد ل ذهان) الأعراض ؛ 5) أعراض ذهانية سلبية ، كآبة و انتحار; 6) هوس; و 7) الوسواس القهري الأعراض. ارتبطت مجالات الأعراض السبعة هذه ارتباطًا وثيقًا بعامل علم النفس العام. ووجد الباحثون أن التغيرات في بنية الدماغ ووظيفته ترتبط بدقة مع العمر بالسنوات ، وهو أمر مهم لتطوير نماذج دقيقة يمكن ، على سبيل المثال ، توجيه التطبيق السريري في المستقبل. علاوة على ذلك ، شكلت علم الوراثة ما يقرب من 20 في المئة من الاختلافات في الإدراك وعلم النفس المرضي.

الأهم من ذلك ، من بين مجموعات الاتصال العشرين المحددة ، واحدة فقط ، LICA-09 ("تحليل المكون المستقل المرتبط" ― انظر في ارتبطت نهاية هذا المنشور لتحليل مفصل) ارتباطًا كبيرًا بكل من عامل علم النفس المرضي العام والمعرفية العامة عامل. يمكن اعتبار LICA-09 بمثابة "بصمة دماغ" متسقة (مثل بصمة الإصبع) ، وهي علامة على المرض العقلي والمشاكل المعرفية. علاوة على ذلك ، ترتبط الاختلافات في LICA-09 بأداء إدراكي أفضل وأكثر حدة علم النفس المرضي ، وكانت متسقة بين المشاركين الأصغر والأكبر سنا ، مما يدل على الاستقرار أكثر وقت النمو.

Alnæs et al.، 2018

خرائط الدماغ LICA-09

المصدر: Alnæs et al.، 2018

تتكون LICA-09 من مسارين من المادة البيضاء المتأثرة ("أسلاك" الدماغ ، والتي تبدو أخف بسبب الغطاء الدهني الذي يسمح للإشارات الكهربائية بالانتقال بشكل أسرع). يتم تسميتها بـ "الحزم غير المتكافئة" و "الحاشية الأمامية القذالية السفلية" ("الحزم" تعني "حزمة"). تربط المسالك البيضاء المصابة في LICA-09 المناطق الأمامية من الدماغ (التي عادة ما تكون مع التحكم التنفيذي الأعلى) بمناطق مهمة أخرى منتشرة في جميع أنحاء الدماغ. عند العمل بشكل صحيح ، تشارك هذه المسالك في الاندماج الفعال للحالات العاطفية مع الإدراك والسلوك ، ولكن مع خلل الاتصال LICA-09 ، يبدو أن التشوهات في الهيكل والوظيفة تؤدي إلى مجموعة واسعة من المعرفي والسريري مشاكل. وقد ظهر في البحث السابق أن الحُزَم غير المُحْدَث والحُزَم الأمامية القذالية السفلية يمكن أن تكون وراثية للغاية ، حيث تنتقل من جيل إلى آخر. بالإضافة إلى ذلك ، تنضج بشكل أبطأ مقارنة مع مسالك المادة البيضاء الأخرى ، مشيرة إلى أهمية هذه المسارات في نمو الدماغ ، وإمكانية التعرض لمزيد من التأثيرات البيئية على مدى فترات أطول من النشاط يتغيرون.

فتح الأبواب

تمثل هذه الدراسة إنجازا كبيرا في الفهم. أظهر الباحثون بوضوح نمطًا مشتركًا من خلل الاتصال الذي يتبع مسارًا تنمويًا ، ويرتبط بالتغيرات الجينية والضعف الإدراكي والمشكلات السريرية. يتقاطع نمط LICA-09 من خلل الاتصال عبر العديد من المجالات السريرية ، وقد يكون مفيدًا كأداة فحص لتحديد المراهقين المعرضين للخطر.

علاوة على ذلك ، ستهدف الأبحاث المستقبلية إلى تحسين فهمنا لكيفية أن تؤدي الأنماط المختلفة للنشاط المتغير في LICA-09 إلى حالات سريرية مختلفة ، ويمكن استخدامها في تشخيص الحالات السريرية المختلفة قبل تطورها بالكامل ، والسماح بالتدخل المبكر خاصةً عند تحديد العوامل البيئية التي يمكن أن تقلب التوازن في اتجاه واحد أو آخر. أخيرا ، يمكن لفهم أكبر لما هو بالضبط في أنماط مختلفة من خلل الاتصال LICA-09 دفع تطوير مناهج علاجية محددة تستهدف مشاكل معينة في مساري المادة البيضاء الرئيسيين متورط.

بواسطة Grant H. برينر ، دكتوراه في الطب

الأنواع الفرعية لـ LICA والعلاقات ذات الصلة

Alnæs et al.، 2018

المصدر: Alnæs et al.، 2018