Морфометрия головного мозга — передовой метод нейровизуализационного картирования у детей

За последние два десятилетия нейровизуализационные исследования структуры головного мозга обогатили неврологию и психиатрию новыми сведениями о микроструктурных изменениях мозга при шизофрении, депрессии, синдроме дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ), обсессивно-компульсивных расстройствах и паркинсонизме, инсультах, хронической боли. Новые знания обеспечили прорыв в понимании патогенеза широко распространенных психиатрических заболеваний и расстройств развития нервной системы. Они были получены благодаря внедрению магнитно-резонансной морфометрии головного мозга — количественной оценки параметров головного мозга (толщины, площади, объема его структур), которая позволяет картировать микроструктурные изменения при нервно-психических заболеваниях, не выявляемые с помощью обзорной магнитно-резонансной томографии (МРТ). Морфометрия головного мозга способна выявить также и нейробиологические маркеры, ассоциированные с результатами лечения и используемые для контроля состояния здоровья пациента. Для выявления с помощью морфометрии новых закономерностей в структуре головного мозга необходим большой массив качественных МР-изображений, доступных только по результатам многоцентровых исследовательских коллабораций. Примерами таковых являются научный консорциум ENIGMA (Enhancing Neuro Imaging Genetics Through Meta-Analysis, https://enigma.ini.usc.edu), The Human Connectome Project (https://www.humanconnectome.org/), Human Brain Project (https://www.humanbrainproject.eu/), The BRAIN Initiative (https://braininitiative.nih.gov/), NonHuman Primate Neuroimaging &Neuroanatomy Project. Выборка проекта ENIGMA, например, включает данные морфометрии головного мозга более 4000 лиц с шизофренией и более 5000 — группы контроля из 39 национальных когорт, в исследовании пациентов с СДВГ получены данные более 4000 участников из 36 когорт. На основании таких данных могут быть получены убедительные сведения об общих закономерностях развития мозга и созревания мозговых структур, картирована мозговая асимметрия в популяции. В масштабных исследованиях с участием детей были установлены важные закономерности развития головного мозга. Так, в исследовании ENIGMA, участие в котором приняли авторы данной статьи, с использованием данных 1081 участника с СДВГ и 1048 — группы контроля в возрасте 4–14 лет у детей основной группы общая площадь поверхности коры больших полушарий, а также площадь поверхности 24 из 34 извилин мозга (в лобных и височных долях, поясные извилины) были меньше, чем у детей в группе сравнения. Кроме того, у детей с СДВГ была обнаружена меньшая толщина коры головного мозга в области полюсов височных долей и веретенообразных извилин. Исследование подкорковых образований у детей с СДВГ выявило также и меньший объем прилежащих ядер, миндалин, хвостатых ядер, гиппокампа и бледного шара. Морфометрическое исследование у пациентов с расстройствами аутистического спектра показало меньшие объемы бледного шара, скорлупы, миндалевидного тела и добавочного ядра, большую толщину коры в лобной области и меньшую толщину височной коры, причем максимальные различия были зарегистрированы в подростковом возрасте. Также показаны микроструктурные изменения головного мозга при недоношенности. Например, у подростков, родившихся ранее 33-й нед гестации, отмечено утолщение коры в затылочно-височной и префронтальной областях, которое с возрастом редуцировалось, в то время как в парагиппокампальной и островковой областях толщина коры у них оставалась сниженной.

Развитие технологий нейровизуализации и методов обработки данных открывает новые представления о ранее неизвестных микроструктурных изменениях мозга при различных нервно-психических заболеваниях. Структурная морфометрия мозга является одним из таких передовых методов, который востребован и успешно используется в крупных исследованиях, позволяя картировать мозг в онтогенезе развития и при патологии. Однако успешное применение структурной морфометрии мозга определяется целым рядом условий и этапов обработки, с которыми исследователи должны быть ознакомлены. Составляющими структурной морфометрии мозга являются следующие этапы: подготовка к проведению процедуры (предварительный контроль качества), получение первичных изображений мозга, выбор подхода (воксельная или поверхностная), обработка данных полуавтоматическими методами, контроль качества полученных морфометрических изображений, корректная статистическая обработка данных с поправками на возраст, пол и внутричерепной объем. Наиболее эффективно структурная морфометрия мозга используется в крупных (объединенных) выборках с единым протоколом регистрации и обработки данных, что предъявляет особые требования к организации подобных исследований.

Источник: А.И. Фирумянц, Л.С. Намазова-Баранова, Г.А. Каркашадзе, О.П. Ковтун, В.В. Дьяченко, Н.С. Шилко, Е.Н. Руденко, А.В. Мешков, Н.С. Сергиенко, Ю.В. Нестерова, Л.М. Яцык, А.И. Рыкунова. Морфометрия головного мозга — передовой метод нейровизуализационного картирования у детей. Вопросы современной педиатрии. 2023;22(6):521–527. doi: https://doi.org/10.15690/vsp.v22i6.2707

15.02.2024