NEUROPHYSIOLOGICAL CORRELATES OF DEPRESSIVE DISORDERS (Literaure Review)

Full Text

По данным Всемирной организации здравоохранения на февраль 2017 года, депрессией страдает более 300 миллионов человек по всему миру. Прослеживается явная тенденция к неуклонному росту числа заболевших, что связано со сложным взаимодействием социальных, психологических и биологических факторов, лежащих в основе депрессии [16]. Заболеваемость во всех возрастных группах населения, по данным разных авторов, составляет от 3 до 17 % [36], а риск развития депрессии в течение жизни достигает 16-17 % [8]. Стоит отметить, что часто депрессии сопровождаются нарушениями не только эмоциональных, но и вегетативных, двигательных и ряда когнитивных функций, что ведет к снижению 26 Экология человека 2017.12 Ментальная экология работоспособности (вплоть до инвалидизации), профессиональной и социальной дезадаптации пациентов, а также имеет неблагоприятные социально-психологические и экономические последствия [10]. Общепринято деление депрессий на две основные группы - эндогенную и психогенную (ряд авторов выделяют также соматогенную). В главе Международной классификации болезней, посвященной аффективным расстройствам, выделяются: депрессивный эпизод в рамках биполярного аффективного расстройства и хронических аффективных расстройств, собственно депрессивный эпизод, рекуррентное депрессивное расстройство, а также описываются депрессивные реакции на стресс, постнатальная депрессия, депрессивные расстройства детского и подросткового возраста, органические депрессии. Широкая распространенность депрессивных расстройств, тяжелое течение заболевания, тенденция к хронизации, а также резистентность к медикаментозному лечению обусловливают важность изучения депрессивных расстройств, особенно их патогенетических основ [4, 7, 17]. В последние годы значительно возрос объем электроэнцефалографических исследований в области психических заболеваний. Эта новая и важная роль электроэнцефалографии (ЭЭГ) не могла быть реализована без использования количественных компьютерных методов обработки, анализа и представления данных [5, 18]. Внедрение этих методов в методики ЭЭГ привело к появлению принципиально нового аппаратно-методического подхода - компьютерной ЭЭГ, что выводит исследование и анализ ЭЭГ на принципиально новый уровень и позволяет проводить автоматический математический анализ ЭЭГ. Математический анализ ЭЭГ дает более полную информацию о функциональном состоянии мозга, углубляет понимание его деятельности, расширяет возможности диагностики и позволяет выдвинуть новые задачи изучения его деятельности. Для выявления нарушений психической деятельности при различных заболеваниях центральной нервной системы запись и анализ электрической активности мозга является одним из основных диагностических инструментов. Благодаря появлению компьютерной техники оценка параметров ЭЭГ стала объективной, а скорость обработки сигнала резко возросла [19]. Так, за сравнительно небольшой промежуток времени было опубликовано множество исследований, доказывающих информативность ЭЭГ при целом ряде психических заболеваний [1-3, 6, 9, 12-15, 22-24, 31, 44]. Интерес к регистрации электрической активности мозга при депрессивных расстройствах существует достаточно давно. Так, например, первые исследования ЭЭГ-маркеров аффективных расстройств проводились уже в 40-е годы XX века, и их результаты выявили неожиданно большое количество отклонений показателей ЭЭГ у депрессивных пациентов. Обобщенные литературные данные свидетельствуют, что даже при «рутинном» визуальном анализе ЭЭГ патологические знаки выявляются у 20-40 % больных депрессией. Применение современных методов математического анализа и обработки данных еще больше увеличивает диагностическую и научно-исследовательскую значимость ЭЭГ метода [11]. Американская академия неврологии рекомендовала математический анализ ЭЭГ в качестве дополнительного дифференциально-диагностического инструмента при депрессии. По данным Американской нейропсихиатрической ассоциации, чувствительность данных количественного анализа ЭЭГ для выявления депрессий составляет 72-93 %, а специфичность данных 75-88 % [46]. Точность классификации эмоциональных реакций согласно их валентности на основе энцефалографических данных составляет порядка 80 % [27]. При каждом эмоциональном состоянии выявлены пространственно-временные паттерны электрических потенциалов мозга [28, 34, 39]. Многие исследователи связывают изменения медленной ритмики с оценкой эмоциональной значимости стимулов, а бета- и гамма-ритмы - с силой эмоции и ее валентностью [25, 26, 38]. К ЭЭГ-маркерам эмоций отрицательного спектра часто относят фронтальную асимметрию альфа-мощности и регионально-специфичные изменения мощности в медленных и бета-диапазонах [35]. Так, в одних исследованиях у депрессивных пациентов отмечается рост альфа-активности [30, 32], в других характерным для депрессии считают избыток бета-активности [33, 37, 42, 45]. Медленноволновая активность может возрастать в теменно-затылочных отведениях или в правом полушарии с одновременным снижением альфа-активности в этих же областях мозга, по мнению некоторых авторов [32, 37]. Другие авторы в качестве характеристики, определяющей депрессивных больных, называют повышение плотности диполей дельтаволн в правом затылочном регионе [29]. Еще ряд исследователей указывают на минимальные отличия по медленноволновой активности у депрессивных пациентов по сравнению с нормой либо отмечают недостаток дельта- и тета-мощности в лобных отделах [33]. Показано наличие нескольких типов изменений ЭЭГ при депрессивных расстройствах различного генеза: для большой депрессии характерны повышенные значения индексов альфа-ритма, для дис-тимических расстройств - десинхронизация ЭЭГ, а для аффективных расстройств органической природы - необычность общей картины ЭЭГ. Особенности бета-активности позволяют выявлять униполярных и биполярных пациентов. Для униполярных больных характерны недостаток альфа-волн и избыток бета-волн, а для биполярных - наоборот. Избыток медленноволновой активности характерен для органических депрессий [11]. Независимо от симптомокомплекса гиперинтегра-тивные изменения относительно нормы обнаружены между затылочными областями у всех пациентов с 27 Ментальная экология Экология человека 2017.12 депрессивными расстройствами, что, вероятно, отражает включение компенсаторных механизмов. Также, вне зависимости от этиологической принадлежности депрессивных расстройств, акцент изменений кортикальной нейродинамики выявлен в правой гемисфере, что свидетельствует о большей чувствительности к патопластическим влияниям правополушарных структур [15]. Между острыми депрессивными больными и больными в ремиссии существуют различия по мощности альфа- и тета-ритмов во фронтальных отведениях, которая выше во время приступа [11]. Ряд исследователей [2, 6, 7, 16, 20] связывают особенности изменения ЭЭГ с доминированием различных аффектов. Если в структуре депрессивного расстройства преобладает тревожный аффект, на ЭЭГ отмечается пространственно синхронизированная альфа-активность высокой амплитуды, при этом на спектре мощности распространенный альфа-пик с высокими показателями мощности во всех отведениях с невысоким переднезадним градиентом. При депрессии с чувством тоски и апатическими симптомами максимальные показатели альфа-активности регистрируются в лобно-центральных областях с асимметричным альфа-пиком этой же частоты в височных отделах с существенным угасанием истинного альфа-ритма в затылочных отведениях. Чем выше мощность в передних отделах, тем сильнее выражен апато-депресивный синдром и чувство тоски. При преобладании в клинической картине астенических симптомов на спектрограмме мощности регистрируется одномодальный альфа-пик с максимумом в теменно-затылочных отведениях и распространенностью в передние и височные отделы. Депрессивные расстройства смешанной природы, сочетающие в себе аффект тревоги и апатическую симптоматику с фоби-ческим компонентом, сопровождаются преобладанием альфа-активности на ЭЭГ в теменно-затылочной области. На графиках спектра мощности присутствует двухмодальность альфа-ритма с шагом не менее 2 Гц. В теменно-затылочных областях регистрируется пик обычно 10-11 Гц и второй пик - меньшей частоты (7-8 Гц) с преимущественной проекционной зоной в лобно-центральные и височные отделы. Показатели когерентности значимо коррелируют с выраженностью аффективных расстройств. Данные литературы свидетельствуют о снижении межполу-шарной когерентности при депрессиях относительно нормы в отсутствие лечения и когнитивной нагрузки. У страдающих депрессией мужчин найдено снижение показателей межполушарной когерентности в дельта-, тета-, альфа- и бета-диапазонах. У женщин зафиксирован более сложный паттерн аномалий межполушар-ной когерентности, показатели альфа-когерентности, которые имели тенденцию к повышению относительно нормы в лобно-височных регионах, к понижению в височно-теменных и не отличались от контроля в задних отделах. У депрессивных пациентов отмечается снижение меж- и внутриполушарной бета-когерент ности во фронтальных отделах как в состоянии покоя, так и при выполнении арифметической задачи. При предъявлении больным депрессиями изображений лиц различной эмоциональной модальности у них выявлено снижение внутриполушарной когерентности во фронтальных областях для всех базовых ритмов ЭЭГ, а внутриполушарная когерентность на бета-частоте коррелировала с обработкой эмоциональной информации. S. Brassen и соавт. [14] показали, что снижение когерентности в лобно-височных отделах характеризует пожилых людей с симптомами депрессии и легкой когнитивной дисфункцией. Нарушения когерентных связей при невротической депрессии включают в себя снижение взаимодействия структур передних регионов коры, общий паттерн связей зависит от наличия симптомов тревоги и астении. В группе пациентов с преобладанием депрессивного синдрома без выраженных астенических и тревожных проявлений выявлено снижение по сравнению с нормой межрегиональных связей во фронтальных отделах правого полушария и их повышение в левом полушарии. При наличии в структуре депрессии симптомов тревоги или астении наблюдалось значительное понижение уровня межрегиональных взаимодействий биопотенциалов в лобных отделах коры обоих полушарий при одновременном повышении по сравнению с нормой уровня дистантных связей задневисочных, теменных и затылочных отделов. [6]. Исследование когерентности ЭЭГ при постнатальной депрессии выявило сниженную межполушарную когерентность медленных ритмов ЭЭГ во фронтальных и центральных отведениях [1]. Выявлена связь особенностей ЭЭГ и циркадных ритмов у больных депрессией. Так, Т. С. Мельникова и соавт. [13] при исследовании больных эндогенной депрессией выяснили, что как в утренние, так и в вечерние часы записи ЭЭГ больных характеризовались переходом модального значения ведущего ритма в более низкий частотный диапазон - 9-10 Гц (против 10-11 Гц у здоровых испытуемых). Спектральная мощность альфа-ритма в утренние часы оказалась выше, чем вечером, особенно в затылочных корковых зонах. Утром межполушарные различия в затылочных областях мощности альфа-ритма были нивелированы, а в вечерние часы наблюдалась нормализация меж-полушарного баланса с более высокими значениями мощности альфа-ритма в правой затылочной зоне. У пациентов с эндогенной депрессией при сравнительном анализе средних значений величины когерентности альфа-ритма по отдельным корковым зонам в утренние часы по сравнению с вечерними записями выявлены более высокие значения когерентности в теменно-центральных областях обоих полушарий, а также в передне- и средневисочных зонах справа. В затылочных и задневисочных областях показатели когерентности, фиксируемые в утренние часы, ниже, чем фиксируемые в вечернее время. Как в утренние часы, так и в вечерние средняя когерентность альфа-ритма правой гемисферы была выше левой. Изучение реакции на стресс-тест (угроза болевой 28 Экология человека 2017.12 Ментальная экология стимуляции) у больных депрессивными расстройствами на протяжении дня выявил, что разность показателей ЭЭГ при проведении теста и показателей фоновой записи ЭЭГ, усредненных по всем корковым зонам как в утренние, так и в вечерние часы, имела положительные значения. Это отражает генерализованное усиление функциональной активности корковых зон обоих полушарий. Наиболее высокие показатели разности отмечались в левом полушарии в утренние часы, наименьшие - в правом полушарии в вечернее время. Реакция на стрессовую ситуацию со стороны левого полушария утром и вечером различна: утром повышается функциональная активность в височных отведениях - переднем, средне- и задневисочном, слабее - в центральной и затылочной областях; вечером имеет место диффузное повышение функциональной активности [12]. На основе сравнительного изучения ЭЭГ больных маниакально-депрессивным психозом и приступообразной шизофренией показано, что депрессивные состояния имеют различное электрографическое выражение в зависимости от структурной сложности синдрома [10]. При исследовании больных маниакально-депрессивным психозом установлена связь десинхронизированной ЭЭГ с состоянием тревоги, синхронизированного альфа-ритма и слабой реактивности - с депрессивным состоянием без тревоги [15]. Также предпринималась попытка выявить соответствие результатов, полученных при вычислении энтропии и информационной насыщенности ЭЭГ, у больных депрессией с суицидальными проявлениями и без таковых. У пациентов с депрессивным синдромом и переживанием безысходности падала способность к переработке информации в префронтальной коре, доля же информационной насыщенности затылочных отделов значимо увеличивалась. У больных депрессией без суицидальных тенденций в ответ на эмоционально нейтральный стимул наблюдалось общее повышение активности переработки информации по всем корковым зонам с акцентом в передних и средних височных корковых зонах, а также затылочных отделах справа. На эмоционально позитивную стимуляцию отмечался прирост информационной насыщенности в передних и средних височных корковых зонах с акцентом слева. На негативный стимул выявлялись сходные изменения, однако они были менее выражены. Наблюдаемое в этой группе снижение активности префронтальной коры не достигало достоверных величин и наблюдалось, в отличие от практически здоровых лиц, как на позитивную, так и на негативную стимуляцию. Подобные явления наблюдаются и при предъявлении эмоциональных стимулов пациентам с суицидальными идеями. Причем падение информационной насыщенности передних корковых зон при предъявлении эмоционально-нейтрального стимула было более значимо, чем при позитивной и негативной стимуляции, и достигало достоверных величин в правой передней височной корковой зоне. Анализ изменений ЭЭГ в аспекте имеющихся у больных факторов дизонтогенеза позволил авторам предположить, что эти факторы за счет механизмов нейропластичности приводят к дисфункции мезоди-энцефальных структур, ирритация которых ведет к нарушениям переработки информации, что может обусловливать клинические и психологические сдвиги, ведущие к суицидальной разрядке [3]. Важно отметить, что большая часть описанных выше особенностей ЭЭГ касалась преимущественно спонтанной электрической активности. При различных нагрузках отличия между нормой и депрессивными состояниями могут как уменьшаться, так и увеличиваться. В частности, во время задания мысленно воспроизводить эмоции радости и печали у больных с первым депрессивным эпизодом отличия от нормы по мощности дельта-, тета-, альфа- и бета-ритмов сокращались. При когнитивных нагрузках, адресованных правому и левому полушариям, расширялась локализация различий между больными и здоровыми по гамма-активности [21]. Нарушения сна в виде трудностей засыпания и частых пробуждений при сокращении медленноволновых стадий сна, сокращение латентного периода наступления фазы REM и повышение его общей длительности, большая представленность альфа- и бета-волн, снижение дельта-активности также являются маркерами депрессивных расстройств [43]. В настоящее время наибольший научный интерес представляют ЭЭГ-исследования, позволяющие предположить нейрофизиологические модели депрессий. Контекстом для формулировки подобных моделей служат представления об отражении в ЭЭГ общих закономерностей эмоционального реагирования [11]. Согласно современным представлениям важную роль в регуляции отрицательных эмоций и патогенезе депрессии играют передние отделы правого полушария [40, 41]. В мета-аналитическом исследовании изменений активации структур головного мозга при депрессии выявлено ограниченное перекрытие областей мозга с помощью различных методов визуализации (позитрон-но-эмиссионная томография, магнитно-резонансная томография). У депрессивных больных выделена гипоактивная «сеть» из областей мозга, включающая лобную, височную кору, инсулу и мозжечок, в которой наблюдается увеличение активности после лечения антидепрессантами [31]. Изучение патофизиологии большого депрессивного расстройства с помощью однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, позитронно-эмиссионной томографии и магнитно-резонансной томографии показывает, что медиальная префронтальная кора и связанные с ней лимбические, стриапалидарные и таламические структуры участвуют в формировании эмоциональной экспрессии. В случаях повторяющихся депрессивных эпизодов фиксируется изменение объема серого вещества и нейрофизиологической активности в медиальной префронтальной коре и тесно связанных с ней областях в медиальной и каудола- 29 Ментальная экология Экология человека 2017.12 теральной орбитальной коре, амигдале, гиппокампе и медиальных частях базальных ганглиев [44]. Одной из самых актуальных проблем, которую в последние годы активно исследуют при помощи различных нейрофизиологических методов, является поиск патогенетических основ депрессии различной этиологии. Появление компьютерной записи электро-энцефалографического метода расширили возможности его математического анализа (спектрального, периодического, когерентного и пр.), что, в свою очередь, позволило выявить новые нейрофизиологические диагностические критерии и установить мозговые механизмы депрессивных расстройств. Полученные современные данные о нейронных основах интегративной деятельности мозга и их патологическом функционировании при депрессиях позволили разработать патогенетические модели, включающие в себя представления о системных особенностях взаимодействия структур мозга при депрессивных расстройствах. Дальнейшее углубленное изучение нейрофизиологических основ депрессии открывает новые возможности для диагностики, лечения, реабилитации, а также позволяет проводить эффективную профилактику депрессивных расстройств.

About the authors

I S Kozhevnikova

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Email: i.s.kozhevnikova@narfu.ru
Institute of Biological and Medical Research Arkhangelsk

A V Gribanov

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Institute of Biological and Medical Research Arkhangelsk

M N Pankov

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Institute of Biological and Medical Research Arkhangelsk

L F Startseva

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Institute of Biological and Medical Research Arkhangelsk

E V Tikhonova

Northern State Medical University

Arkhangelsk

References

Supplementary files