Болезнь Альцгеймера, алкогольная и табачная зависимости, а также ряд психических расстройств связаны с признаками более высокого возраста мозга по данным МРТ. При этом для синдрома дефицита внимания и гиперактивности и расстройств аутистического спектра значимых различий с контрольными группами не обнаружили. Международная команда ученых сопоставила снимки почти 49 тыс. человек, чтобы выяснить, как эти состояния отражаются на расчетном возрасте мозга. Подробнее о результатах исследования и о том, почему такой показатель пока нельзя считать самостоятельным диагнозом, — в материале «Известий».

Работой руководил исследователь Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики в Китае Шиле Ци. Ученые использовали данные структурной магнитно-резонансной томографии 45 900 участников контрольных групп и 2698 человек с различными диагнозами. В анализ вошли болезнь Альцгеймера, легкие когнитивные нарушения, шизофрения, биполярное и большое депрессивное расстройства, алкогольная и табачная зависимости, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), а также расстройства аутистического спектра (РАС).

По снимкам исследователи оценивали возраст мозга и сопоставляли его с фактическим возрастом человека. Разницу обозначили показателем PAD: положительное значение означает, что по изученным структурным признакам мозг выглядит старше, чем ожидается для этого возраста.

Например, если у 40-летнего человека алгоритм оценивает возраст мозга в 45 лет, разница составляет плюс пять лет. Это условный пример работы показателя, а не результат исследования. Такая оценка не означает, что человек утратил пять лет жизни или что все функции его мозга соответствуют возрасту 45 лет.

Для расчета ученые использовали сведения об объеме серого вещества в 1016 участках мозга. Такой подход позволил оценить общий показатель и определить, какие области связаны с различиями между диагностическими и контрольными группами.

Самое выраженное отличие от контрольной группы выявили при болезни Альцгеймера. Значимые различия также наблюдались при легких когнитивных нарушениях, алкогольной и табачной зависимостях, шизофрении, биполярном и большом депрессивном расстройствах.

При этом результаты не позволяют объединить все диагнозы в одну категорию с одинаковой степенью отклонения. В первичной статье сильные различия отмечены не только при болезни Альцгеймера, но и при сочетании алкогольной и табачной зависимостей. При большом депрессивном расстройстве отличие было менее выраженным.

Для СДВГ и РАС статистически значимого общего различия по PAD не обнаружили. Это относится именно к расчетному возрасту мозга в изученных выборках. Делать из такого результата вывод об отсутствии любых особенностей структуры или работы мозга при этих состояниях нельзя.

Авторы изучили не только величину возрастного отклонения, но и связанные с ней пространственные особенности. Оказалось, что разные группы состояний имеют собственные сочетания вовлеченных областей мозга.

При психических расстройствах различия были связаны преимущественно с лобными и височными областями. Для болезни Альцгеймера и легких когнитивных нарушений выделялись лобные и затылочные участки коры. При зависимостях обнаружили другую картину: с повышенным PAD были связаны сеть пассивного режима работы мозга, сеть выявления значимости, а также скорлупа и таламус.

Общей областью для нескольких групп оказалась префронтальная кора. Однако наличие такого пересечения не означает, что все изученные состояния развиваются одинаково: общий участок сочетался с различиями в других областях.

«Разные неврологические расстройства, по-видимому, оставляют разные следы на часах старения мозга, что может помочь исследователям лучше понять задействованные нервные и биологические механизмы», — отметили авторы.

Дополнительно команда сопоставила выявленные особенности с данными об активности генов. Анализ указал на возможную связь разных пространственных картин с различными биологическими процессами. При этом данные об экспрессии генов были взяты из отдельного посмертного атласа мозга шести доноров, а не получены у участников с изучаемыми диагнозами. Поэтому эта часть работы дает направления для дальнейших исследований.

Результаты показывают связь между диагнозами и расчетным возрастом мозга, но не устанавливают причинно-следственную зависимость. По этим данным нельзя заключить, что конкретное заболевание непосредственно вызвало ускоренное старение.

Кроме того, анализ преимущественно опирался на снимки разных людей, а не на многолетнее наблюдение за изменениями у каждого участника. Повышенный расчетный возраст и скорость старения — разные характеристики: для оценки скорости нужны повторные измерения во времени.

Еще одно ограничение связано с сочетанием диагнозов. Психические расстройства могут сопровождаться алкогольной или табачной зависимостью, а их совместное влияние в работе не было учтено. Это затрудняет определение вклада каждого состояния в обнаруженные различия.

Авторы рассматривают PAD и связанные с ним особенности отдельных областей как возможные будущие биомаркеры. Они могут помочь изучать общие и специфические механизмы заболеваний, однако их полезность для клинических решений еще предстоит проверить. Исследование не предлагает готового теста, который по одному снимку достоверно устанавливал бы диагноз или предсказывал течение болезни у конкретного человека.