Tag Archives: нейронные связи

Невероятные связи

зрение и шизофрения

Группа тайваньских ученых (Chen et al., 2020) показала на большой группе людей (около миллиона), что диагнозу шизофрении у молодых людей с большой вероятностью предшествуют общие проблемы со здоровьем. Например, повышенное давление, болезни сердца, сердечнососудистые заболевания, хронические обструктивные легочные заболевания, астма и синдром раздражённого кишечника.

Уже известно, что и другие заболевания сильно коррелируют с психическими заболеваниями (поразительное исследование датчан).

На первый взгляд, это хорошая иллюстрация того, как психическое здоровье связано с физическим. Но интереснее другое – недавно подтвердился хорошо известный психиатрам, но казавшийся мифическим факт, что люди, рождённые слепыми, никогда не заболевают шизофренией (Love, 2020).

Между тем, врожденная слепота – результат генетической мутации, травмы мозга или инфекционного заболевания. Все эти причины подходят и для шизофрении. Но если потеря зрения происходит уже после рождения, то вероятность шизофрении растет колоссально.

Если врожденная слепота дает защиту от шизофрении – и, по словам одного исследователя, это единственная известная сегодня 100% защита от шизофрении, то в этом определенно есть ответ на одну из бесчисленных тайн нашего мозга.

Одно из аргументированных объяснений выдал в прошлом году Фил Корлетт (Phil Corlett), профессор психиатрии и психологии в Йельском Университете. Он считает, что одна их важнейших задач мозга — делать предсказания будущего. Мы не видим мир таким, какой он есть, получая всеобъемлющие и правдивые сигналы от него: мы создаем модель мира и пытаемся в этой модели делать предсказания о том, что случится через секунду, минуту или часы. Все для того, чтобы элементарно обеспечить выживание. Создавая предсказания каждые мгновения, наш мозг сравнивает их с тем, что случилось на самом деле, становясь более точным.

Зрение играет в сборе информации о мире основную роль, и когда его нет, то делать предсказания и получать обратную связь становится очевидно сложнее. С другой стороны, не видя мира, мы не поддаемся на множество иллюзий и создаем меньше искажений восприятия.  Это, по мнению ученого, ведет к более точному строительству модели мира, основанной на других сенсорных чувствах, кроме зрения, и делает ее более стабильной.

Есть и другое объяснение. Стив Сильверстайн, психиатр в Рутгерс Университете, полагает, что врожденная слепота вынуждает мозг осваивать множество компенсационных навыков и создавать больше нейронных связей. По сути, речь идет о некоем брейнфитнесе, но гораздо более суровом: каждодневным и интенсивном, но который и приносит защиту от психических заболеваний. Шизофрения – это ведь, в первую очередь, нарушения восприятия, памяти, внимания и речи. Галлюцинации и абберантное поведение, которые характеризуют шизофрению – следствия этих нарушений.

Сильверстайн приводит в своей работе 20 когнитивных отличий рожденного слепым человека от человека с шизофренией (Silverstein, Wang, & Keane, 2013):

сравнение когнитивных функций

Но как быть с нарушением здоровья, примеры которого приведены в начале этой статьи? В одном клубке мы видим и инфекционные заболевания, и общие проблемы со здоровьем, и когнитивные нарушения, и проблемы со зрением, и шизофрению.

Как, например, это объясняет различного рода проблемы со зрением — с перемещением глазного яблока, скорость моргания, и прочие, которые характерны для людей с диагнозом шизофрения? Что интересно, проблемы со зрением появляются до начала проявлений шизофрении (Keane at al., 2016). По движениям глаз ее и можно диагностировать, раньше, чем дойдет дело до психиатра. Я писал об этом в статье Диагностика шизофрении с помощью ай-трекинга и развитие способностей.

Как и в той статье, мне интересна идея, что, похоже, гипотетически возможно разработать специальные упражнения для глаз – особую мышечную гимнастику, перцептивные паззлы, и чисто когнитивные упражнения ,которые смогут предупреждать или даже лечить психиатрические заболевания, и, возможно, другие заболевания. Например, используя цвета и формы для лечения.

В программе 51 день, которая запускается в марте, будет одна из таких линий: как можно использовать зрительные иллюзии для практической пользы.

Chen, Y.-L., Pan, C.-H., Chang, C.-K., Chen, P.-H., Chang, H.-M., Tai, M.-H., . . . Kuo, C.-J. (2020). Physical illnesses before diagnosed as schizophrenia: A nationwide case-control study. Schizophrenia Bulletin. doi: 10.1093/schbul/sbaa009

Keane, B. P., Paterno, D., Kastner, S., & Silverstein, S. M. (2016). Visual integration dysfunction in schizophrenia arises by the first psychotic episode and worsens with illness duration. Journal of abnormal psychology, 125(4), 543–549. https://doi.org/10.1037/abn0000157

Love, S. (2020). People born blind are mysteriously protected from schizophrenia. Vice.com, 11 Feb 2020. Ссылка https://www.vice.com/en_uk/article/939qbz/people-born-blind-are-mysteriously-protected-from-schizophrenia

Silverstein, S., Wang, Y., & Keane, B. (2013). Cognitive and neuroplasticity mechanisms by which congenital or early blindness may confer a protective effect against schizophrenia. Frontiers in Psychology, 3(624). doi: 10.3389/fpsyg.2012.00624


Красота нейронных связей

Нейронные связи мозгаСейчас проект по картированию нейронных связей – постоянный гость в  новостях от нейронауки. The Human Connectome Project – амбициозный проект, направленный на то, чтобы составить карту нейронных соединений головного мозга. Аналогично карте генома, этот проект объединяет многих людей, лабораторий и компаний, которые добывают и делятся данными о структурных и функциональных связях мозга. Вот несколько ссылок по проекту: одна и вторая. Там много красивых картинок!

Уже сегодня видно, что картина, которая предстает перед нами, отличается от той, традиционной, нашего представления о мозге. Посмотрите на довольно прямолинейную геометрию нейронных связей, словно телефонные, электрические и оптоволоконные кабеля в сложной системе большого города. Эти картинки могут попытаться многое объяснить – как, например, малое количество генов может описывать такую сложную систему; как происходила эволюция мозга от простейшего, как у червяка, до человеческого.
The Human brain connectome

Изображения (кликабельны) из Wedeen et al., 2012.

Wedeen, V. J., Rosene, D. L., Wang, R., Dai, G., Mortazavi, F., Hagmann, P., Kaas, J. H., & Tseng, W.-Y. I. (2012). The geometric structure of the brain fiber pathways. Science, 335(6076), 1628-1634.