Измерить аутизм: ученые нашли способ понять возбудимость мозга
Важный шаг в понимании механизмов расстройств аутистического спектра сделали ученые Московского государственного психолого-педагогического университета. Пытаясь разобраться в сложно переплетенном клубке разных поведенческих симптомов под общим названием «аутизм», специалисты нашли биомаркер, который может служить индикатором баланса возбуждения и торможения в мозге человека. Эксперты предполагают, что у людей с аутизмом этот баланс смещен либо в одну, либо в другую сторону. Теперь гипотезу можно проверить.
Аутистический спектр
Ученые сходятся во мнении, что аутизм — это лишь общее название для множества разнородных заболеваний. Симптом, который объединяет все их, — расстройство общения с другими людьми, возникающее еще на раннем этапе развития ребенка и не объясняемое умственной отсталостью. А вот единой биологической причины для этого расстройства не существует. Тем не менее уже понятны некие основополагающие факторы.
— Абсолютно ясно, что аутизм — это врожденное нарушение работы мозга, — рассказала руководитель Центра нейрокогнитивных исследований (МЭГ-центр), руководитель лаборатории исследования аутизма Московского государственного психолого-педагогического университета (МГППУ) доктор биологических наук Татьяна Строганова.
Пытаясь «разобрать» причины аутизма на отдельные биологические механизмы, ученые нашли биомаркер, который может служить индикатором одного из нарушений работы нейронов, ведущего к аутизму.
Смещенный баланс
Ученые исследовали способность мозга обычных детей и взрослых людей ограничивать собственное возбуждение с помощью внутреннего торможения. Известно, что нарушения баланса между нервным возбуждением и торможением характерны для многих нервно-психических заболеваний, включая аутизм. Однако до сих пор не найдены надежные способы его диагностики у здоровых и больных людей. Исследователям МЭГ-центра впервые удалось выявить показатели активности мозга человека, характеризующие его способность регулировать баланс между нервным возбуждением и торможением.
Предварительные результаты исследования 35 детей с аутизмом показали, что у части детей баланс нарушен и смещен в сторону преобладающего возбуждения. Вместе с тем у других детей с тем же диагнозом показатели баланса соответствуют норме. Полученные данные ярко демонстрируют справедливость того, что однотипные клинические проявления аутизма могут быть связаны с очень разными нарушениями в работе мозга. Именно поэтому фармакологические препараты, которые помогают одним пациентам с расстройством аутистического спектра (РАС), оказываются бесполезными или даже вредными для других. Исследователи надеются, что выявленный объективный биомаркер поможет врачам в выборе тактики лечения для конкретных людей с аутизмом.
Уникальный нейровизуализатор
Исследования ведутся с помощью метода магнитной энцефалографии. Его огромное преимущество по сравнению с другими технологиями нейровизуализации — возможность применения у детей и даже у младенцев без каких-либо ограничений.
— Это единственный центр подобного рода с таким уникальным оборудованием не только в Российской Федерации и СНГ, но и во всей Восточной Европе, — подчеркнул первый проректор МГППУ Аркадий Марголис. Всего в мире существует порядка 150 таких установок. Магнитный энцефалограф, установленный в МЭГ-центре, содержит 306 высокочувствительных СКВИД-магнитометров — сенсоров, которые находятся в условиях сверхпроводимости. Они позволяют оценивать изменение потенциала электромагнитного поля мозга человека. Измеряется магнитное поле приборами, которые называются магнитометрами. Вокруг них — большой сосуд, наполненный жидким гелием при температуре, близкой к абсолютному нулю.
Магнитный энцефалограф — аппарат чрезвычайно чувствительный, благодаря ему можно измерить активность мозга с точностью, которая раньше была доступна только при инвазивных исследованиях.
— Идея работы Татьяны Строгановой очень интересна, — считает руководитель центра реабилитации инвалидов детства «Наш солнечный мир», член правления международной ассоциации Autism Europe Игорь Шпицберг. — Во-первых, я очень надеюсь, что это исследование поможет выявлению раннего аутизма определенного описанного типа. Во-вторых, считаю, что это серьезный вклад нашей российской науки в мировую. В-третьих, быть может, эта работа станет частью большой программы по исследованию феноменологии аутизма. Такая программа, несомненно, нужна для нашей страны.
Разобрать на механизмы
Сейчас в прогрессивных исследованиях разные заболевания, объединенные диагнозом «аутизм», пытаются разделить на группы по сочетанию патогенетических механизмов. Вариаций этих сочетаний может быть очень много.
Члены рабочей группы RDoC (Research Domain Criteria) Национального института психического здоровья США предлагают «разобрать» аутизм на механизмы и описать их сочетание.
— Идиопатический аутизм — это полиэтиологическое заболевание, оно имеет множество причин, множество источников, — объясняет Татьяна Строганова. — Например, наследуемость. Это понятно из исследований монозиготных близнецов — у них аутизм возникает в разы чаще, чем у гетерозиготных близнецов. Это явное указание на высокую наследуемость. Но это не означает, что мы знаем, какие именно генетические поломки вызывают аутизм. Сейчас известно, что аутизм может быть связан с изменениями в работе многих генов, которые могут встречаться и у здоровых людей. Так что, видимо, именно сочетания генетических вариаций, каждая из которых может и не быть патогенной, приводят к аутизму. С другой стороны, в случаях так называемого синдромального аутизма поломки одного гена достаточно для возникновения тех же клинических симптомов.
Кроме того, причины этого заболевания не исчерпываются генетическими факторами. Например, аутизм может быть вызван приемом матерью во время беременности определенных противосудорожных препаратов — вальпроатов. В этом случае вероятность возникновения аутизма у ребенка увеличивается в четыре или пять раз. Нейронные механизмы действия вальпроатов на мозг плода изучаются в экспериментах на крысах. Когда им во время беременности вводят большое количество вальпроевой кислоты, у рожденных крысят появляются выраженные симптомы аутизма.
Животный аутизм
Крысы — социальные животные, и для оценки их социального поведения используют «социальную камеру». Она разделена на три сектора. Центральный сектор маленький, сектор направо — очень большой, сектор налево — тоже маленький. Из центрального сектора есть вход как налево, так и направо. В большом секторе и секторе направо находятся другие крысы, там масса развлечений, полно еды. В секторе налево нет ничего: ни других крыс, ни еды, ни развлечений.
Крысенок запускается в центральный тамбур, а потом исследователи смотрят, куда он пойдет и сколько времени проведет в той или другой камере. Большинство обычных крыс предпочитают социальную камеру. Крысята, на которых действовали вальпроатами во время внутриплодного периода развития, основное время проводят в изолированной маленькой камере без ничего, то есть выказывают явные симптомы нарушенной коммуникации со своими сородичами.
Способы оценки социального поведения животных очень важны при исследованиях нейронных и сетевых механизмов возникновения аутизма на животных моделях заболевания. Особый интерес в плане появления новых подходов к лечению аутизма представляют животные модели редких генетических синдромов, ведущих к аутизму.
Выведение из спектра
Несколько лет назад из спектра болезней под общим названием «аутизм» были выведены два моногенных заболевания: синдром Ретта и синдром ломкой Х-хромосомы.
— Эти два синдрома относятся к редким моногенно наследуемым синдромам, связанным с аутизмом, — пояснила Татьяна Строганова. — Направленная поломка тех же генов у животных вызывает у них схожие с людьми симптомы. Исследования на животных моделях позволяют исследовать, как можно при известном молекулярно-генетическом нарушении вылечить животное от аутизма, то есть с помощью лекарств, направленных на компенсацию данного нарушения, убрать аутистические симптомы. Результаты, полученные на животных, крайне обнадеживают, но при попытке перенести это на людей с теми же синдромами успехи пока очень скромные. Что касается идиопатического аутизма, то понятно, что одного лекарства от него найти нельзя. Ведь это то же самое, что собрать «в одну болезнь» диагнозы всех людей, которые испытывают головную боль. У одного головную боль вызывает температура 40 °C, у другого — цереброваскулярное нарушение, у третьего — мигрень, у четвертого — эпилепсия. Разные болезни, а симптом один.
В лаборатории Татьяны Строгановой ставка сделана на трансляционные исследования — это возможность перенести знания, которые получены на животных, в область диагностики разных механизмов аутизма у человека. С помощью МЭГ получается соединить неинвазивные безопасные исследования на человеке с внутриклеточными нейронными исследованиями, которые ведутся на животных, — и нейрофизиологическими, и генетическими.
После того как главные механизмы появления симптомов аутического спектра будут найдены, ученые предложат препараты компенсирующего типа. Только после этого можно будет говорить о прорыве в лечении аутизма.
В России количество больных аутизмом растет огромными темпами. Но ученых это совсем не удивляет. Еще 10 лет назад об этом заболевании в нашей стране знали врачи-психиатры и исследователи, теперь же часть диагнозов, которые ранее звучали как «умственная отсталость» или «детская шизофрения», меняются на «расстройство аутистического спектра». На Западе происходит то же самое. Более того, в некоторых странах теперь диагноз «аутизм» может поставить учитель в школе или воспитатель в детском саду. Поэтому на данный момент истинная причина роста распространенности аутизма не ясна.
