Сюцзюнь Дуань хочет найти новые методы лечения аутизма.
Стремясь к этому, Дуань, профессор биомедицинской инженерии в Университете электронных наук и технологий Китая в Чэнду, провела большую часть последнего десятилетия, изучая, чем мозг аутичных людей отличается от мозга неаутичных людей.
По словам Дуань и ее коллег, функциональная связь между медиальной префронтальной корой и миндалиной, а также другими областями так называемого “социального мозга” кажется особенно низкой при аутизме.
Это натолкнуло Дуань на мысль, что функциональные связи миндалины могут быть хорошей мишенью для транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), которая включает в себя генерацию магнитного поля вблизи головы для изменения активности нейронов. Она предположила, что подталкивание миндалины аутичного человека к более типичным моделям активности может облегчить их социальные трудности.
Исследователи ранее изучали использование ТМС для лечения аутизма, но доказательств мало. Некоторые исследования показали, что лечение облегчает повторяющееся поведение или социальные трудности, тогда как другие - нет. Согласно обзору использования ТМС при аутизме за 2020 год, только 9 из 23 оцененных исследований включали какую-либо группу рандомизации или плацебо, что затрудняет оценку эффектов технологии. Более того, неясно, как магнитная стимуляция может воздействовать на модуляцию мозговой активности в первую очередь.
Дуань и ее коллеги выдвигают гипотезу, что персонализированный таргетинг может улучшить эффекты ТМС. По ее словам, миндалевидное тело расположено глубоко в мозге, что делает его труднодоступной областью для неинвазивного подхода. Итак, в недавнем небольшом клиническом исследовании Дуань и ее коллеги сделали снимки мозга каждого участника, чтобы определить, какие сети имеют сильную функциональную связь с миндалиной.
Затем они попытались косвенно стимулировать миндалину с помощью TMS, направляя магнитные поля на эти более доступные сети. Результаты исследования, которые она представила на встрече Организации по картированию человеческого мозга в Монреале, Канада, в июле, еще не опубликованы.
Spectrum поговорил с Дуань об этом клиническом испытании и оставшихся вопросах о ТМС и аутизме.
Это интервью было отредактировано для большей ясности.
Spectrum: Чем ваш подход отличается от того, как использовался TMS в прошлом?
Дуань: В большинстве предыдущих исследований ТМС воздействовала на префронтальную кору головного мозга для лечения исполнительной функции при аутизме. Или они нацеливались на моторную кору для лечения сенсомоторной функции, или на височно-теменное соединение, которое является одной из областей социального мозга. Но в этих исследованиях не использовалась визуализация для руководства лечением. У них также не было никаких данных визуализации для измерения изменений в функции мозга после лечения.
В нашем недавнем клиническом исследовании мы сканировали участников перед началом лечения, что позволило нам найти наилучшее место стимуляции для каждого человека. Мы также сканировали их после лечения. Это позволило нам увидеть, что произошло внутри мозга — и как изменилась взаимосвязь между мозгом и поведением.
Spectrum: Можете ли вы рассказать мне больше о вашем клиническом исследовании?
XD: Мы набрали детей-аутистов в возрасте от 3 до 7 лет. У большинства из них тяжелый аутизм — у них очень низкий IQ; у них очень минимальные вербальные способности. Мы провели двойное слепое рандомизированное исследование с участием двух групп: около 20 человек получили стимуляцию миндалины под управлением визуализации, а 20 человек получили стимуляцию дорсолатеральной префронтальной коры (DLPFC), которая является областью мозга, которая в прошлом использовалась в качестве мишени для TMS. Все участники проходили лечение в общей сложности 20 дней — 5 дней в неделю.
Spectrum: Что вы обнаружили?
XD: Профессиональный врач использовал график диагностического наблюдения за аутизмом (ADOS) для оценки особенностей аутизма каждого участника до и после лечения, и мы обнаружили, что в группе, ориентированной на миндалину, у них было значительное улучшение показателя ADOS, связанного с социальными и коммуникативными навыками. Но мы не увидели таких изменений в группе, ориентированной на DLPFC.
В группе с миндалиной также наблюдалось общее улучшение по анкетам родителей, но в группе DLPFC этого не произошло. В группе DLPFC мы обнаружили значительное улучшение только по признакам депрессии, о которых сообщили родители.
Наконец, мы обнаружили, что в группе с миндалевидным телом, когда дети рассматривали изображение лица, у них увеличилось количество фиксаций взгляда на глазах и областях лица, что означает, что после лечения они уделяют больше внимания социальным стимулам, чем раньше.
Spectrum: Что вы увидели, когда сделали снимки мозга участников?
XD: До лечения мы обнаружили, что у детей с аутизмом в среднем увеличился объем серого вещества миндалины по сравнению с нейротипичным контролем. И после лечения мы обнаружили, что серое вещество миндалины уменьшилось в группе, нацеленной на миндалину. Мы также рассмотрели функциональные изменения в мозге и обнаружили, что активность миндалины также снизилась после лечения.
Мы не обнаружили никакой связи между этими изменениями в миндалине и изменениями в поведении участников. Но мы обнаружили, что изменения в связях между миндалиной и другими сетями коррелировали с улучшением социальных и коммуникативных навыков в группе, ориентированной на миндалину.
И это имеет смысл, потому что наше поведение обусловлено функцией многих областей мозга, которые могут быть связаны с изменениями в миндалине.
Spectrum: Как долго длится эффект?
XD: Мы планировали провести последующую оценку через один или два месяца. Но на самом деле из-за отключения COVID-19 мы не смогли вернуть семьи. У нас есть несколько шкал оценки родителей, которые предполагают, что примерно через месяц после лечения эффект все еще сохраняется. Но наш мозг обладает большой пластичностью, и на данный момент мы не знаем, могут ли сохраниться изменения в объеме серого вещества миндалины.
Spectrum: Каковы следующие шаги?
XD: Мы понятия не имеем, какой механизм лежит в основе результатов и является ли это хорошим методом лечения для большинства детей с аутизмом. Нам все еще нужно множество других последующих исследований — возможно, на животных, — чтобы изучить эффекты, механизмы и понять, почему эта стимуляция может уменьшить объем серого вещества в определенной области.
Spectrum: Что, как вы надеетесь, другие исследователи вынесут из ваших результатов?
XD: Я думаю, что мы должны учитывать, что миндалина, или социальный мозг, может быть очень эффективной мишенью для лечения — не только при ТМС, но и при других видах терапии.
Стремясь к этому, Дуань, профессор биомедицинской инженерии в Университете электронных наук и технологий Китая в Чэнду, провела большую часть последнего десятилетия, изучая, чем мозг аутичных людей отличается от мозга неаутичных людей.
По словам Дуань и ее коллег, функциональная связь между медиальной префронтальной корой и миндалиной, а также другими областями так называемого “социального мозга” кажется особенно низкой при аутизме.
Это натолкнуло Дуань на мысль, что функциональные связи миндалины могут быть хорошей мишенью для транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), которая включает в себя генерацию магнитного поля вблизи головы для изменения активности нейронов. Она предположила, что подталкивание миндалины аутичного человека к более типичным моделям активности может облегчить их социальные трудности.
Исследователи ранее изучали использование ТМС для лечения аутизма, но доказательств мало. Некоторые исследования показали, что лечение облегчает повторяющееся поведение или социальные трудности, тогда как другие - нет. Согласно обзору использования ТМС при аутизме за 2020 год, только 9 из 23 оцененных исследований включали какую-либо группу рандомизации или плацебо, что затрудняет оценку эффектов технологии. Более того, неясно, как магнитная стимуляция может воздействовать на модуляцию мозговой активности в первую очередь.
Дуань и ее коллеги выдвигают гипотезу, что персонализированный таргетинг может улучшить эффекты ТМС. По ее словам, миндалевидное тело расположено глубоко в мозге, что делает его труднодоступной областью для неинвазивного подхода. Итак, в недавнем небольшом клиническом исследовании Дуань и ее коллеги сделали снимки мозга каждого участника, чтобы определить, какие сети имеют сильную функциональную связь с миндалиной.
Затем они попытались косвенно стимулировать миндалину с помощью TMS, направляя магнитные поля на эти более доступные сети. Результаты исследования, которые она представила на встрече Организации по картированию человеческого мозга в Монреале, Канада, в июле, еще не опубликованы.
Spectrum поговорил с Дуань об этом клиническом испытании и оставшихся вопросах о ТМС и аутизме.
Это интервью было отредактировано для большей ясности.
Spectrum: Чем ваш подход отличается от того, как использовался TMS в прошлом?
Дуань: В большинстве предыдущих исследований ТМС воздействовала на префронтальную кору головного мозга для лечения исполнительной функции при аутизме. Или они нацеливались на моторную кору для лечения сенсомоторной функции, или на височно-теменное соединение, которое является одной из областей социального мозга. Но в этих исследованиях не использовалась визуализация для руководства лечением. У них также не было никаких данных визуализации для измерения изменений в функции мозга после лечения.
В нашем недавнем клиническом исследовании мы сканировали участников перед началом лечения, что позволило нам найти наилучшее место стимуляции для каждого человека. Мы также сканировали их после лечения. Это позволило нам увидеть, что произошло внутри мозга — и как изменилась взаимосвязь между мозгом и поведением.
Spectrum: Можете ли вы рассказать мне больше о вашем клиническом исследовании?
XD: Мы набрали детей-аутистов в возрасте от 3 до 7 лет. У большинства из них тяжелый аутизм — у них очень низкий IQ; у них очень минимальные вербальные способности. Мы провели двойное слепое рандомизированное исследование с участием двух групп: около 20 человек получили стимуляцию миндалины под управлением визуализации, а 20 человек получили стимуляцию дорсолатеральной префронтальной коры (DLPFC), которая является областью мозга, которая в прошлом использовалась в качестве мишени для TMS. Все участники проходили лечение в общей сложности 20 дней — 5 дней в неделю.
Spectrum: Что вы обнаружили?
XD: Профессиональный врач использовал график диагностического наблюдения за аутизмом (ADOS) для оценки особенностей аутизма каждого участника до и после лечения, и мы обнаружили, что в группе, ориентированной на миндалину, у них было значительное улучшение показателя ADOS, связанного с социальными и коммуникативными навыками. Но мы не увидели таких изменений в группе, ориентированной на DLPFC.
В группе с миндалиной также наблюдалось общее улучшение по анкетам родителей, но в группе DLPFC этого не произошло. В группе DLPFC мы обнаружили значительное улучшение только по признакам депрессии, о которых сообщили родители.
Наконец, мы обнаружили, что в группе с миндалевидным телом, когда дети рассматривали изображение лица, у них увеличилось количество фиксаций взгляда на глазах и областях лица, что означает, что после лечения они уделяют больше внимания социальным стимулам, чем раньше.
Spectrum: Что вы увидели, когда сделали снимки мозга участников?
XD: До лечения мы обнаружили, что у детей с аутизмом в среднем увеличился объем серого вещества миндалины по сравнению с нейротипичным контролем. И после лечения мы обнаружили, что серое вещество миндалины уменьшилось в группе, нацеленной на миндалину. Мы также рассмотрели функциональные изменения в мозге и обнаружили, что активность миндалины также снизилась после лечения.
Мы не обнаружили никакой связи между этими изменениями в миндалине и изменениями в поведении участников. Но мы обнаружили, что изменения в связях между миндалиной и другими сетями коррелировали с улучшением социальных и коммуникативных навыков в группе, ориентированной на миндалину.
И это имеет смысл, потому что наше поведение обусловлено функцией многих областей мозга, которые могут быть связаны с изменениями в миндалине.
Spectrum: Как долго длится эффект?
XD: Мы планировали провести последующую оценку через один или два месяца. Но на самом деле из-за отключения COVID-19 мы не смогли вернуть семьи. У нас есть несколько шкал оценки родителей, которые предполагают, что примерно через месяц после лечения эффект все еще сохраняется. Но наш мозг обладает большой пластичностью, и на данный момент мы не знаем, могут ли сохраниться изменения в объеме серого вещества миндалины.
Spectrum: Каковы следующие шаги?
XD: Мы понятия не имеем, какой механизм лежит в основе результатов и является ли это хорошим методом лечения для большинства детей с аутизмом. Нам все еще нужно множество других последующих исследований — возможно, на животных, — чтобы изучить эффекты, механизмы и понять, почему эта стимуляция может уменьшить объем серого вещества в определенной области.
Spectrum: Что, как вы надеетесь, другие исследователи вынесут из ваших результатов?
XD: Я думаю, что мы должны учитывать, что миндалина, или социальный мозг, может быть очень эффективной мишенью для лечения — не только при ТМС, но и при других видах терапии.
