Studiu global pentru a analiza schimbările cerebrale în opt tulburări psihice
O echipă de cercetători de la Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute (Stevens INI) din cadrul Keck School of Medicine al USC va coordona un efort internațional pentru a cartografia modul în care opt tulburări psihice comune afectează funcția cerebrală, fiind susținută de un grant de 3,2 milioane de dolari pe o perioadă de cinci ani de la National Institutes of Health.
Inițiativa Globală pentru MRI Funcțional Harmonizat în Psihiatrie va analiza peste 94.000 de scanări cerebrale colectate în 257 de centre de cercetare din 27 de țări, de la participanți cu vârste cuprinse între 4 și 95 de ani. Proiectul vizează schizofrenia, tulburarea bipolară, tulburarea depresivă majoră, tulburarea de stres post-traumatic (PTSD), tulburarea obsesiv-compulsivă (OCD), tulburarea de deficit de atenție/hiperactivitate (ADHD), tulburarea din spectrul autist și anorexia nervoasă. Cercetătorii afirmă că va fi cel mai mare studiu de MRI funcțional realizat vreodată, atât prin numărul de persoane scanate, cât și prin numărul de laboratoare implicate.
„Fiecare dintre aceste condiții a fost studiată în principal în mod izolat, fiecare grup folosind propriile instrumente,” a declarat Paul M. Thompson. „Când fiecare laborator procesează scanările în același mod, putem descoperi în sfârșit care anomalii cerebrale sunt comune între tulburări și care sunt specifice. Noua noastră inițiativă globală va avea o putere enormă de a identifica semnăturile cerebrale care sunt cele mai sensibile pentru fiecare boală, pentru a ne ajuta să direcționăm tratamentele și să prezicem răspunsul la tratament.”
Proiectul se bazează pe MRI funcțional în stare de repaus, care înregistrează activitatea cerebrală în timp ce o persoană stă liniștită în scanner. Scanarea urmărește mici variații în oxigenul din sânge care cresc și scad pe măsură ce regiunile cerebrale funcționează. Atunci când două regiuni cresc și scad împreună, cercetătorii le consideră funcțional conectate. Lucrări recente au descoperit rețele funcționale implicate în atenție, ruminare și planificare, cu un model complex de schimbări și interacțiuni între acestea, care este perturbat în bolile mintale.
Studii mai mici au raportat diferențe în aceste modele de conexiune la persoanele cu afecțiuni psiho-emoționale, dar rezultatele au fost greu de comparat. Laboratoarele folosesc diferite scanere și pași de analiză diferiți, iar un singur studiu rareori include suficiente persoane pentru a detecta efecte subtile.
„Există un consens larg că multe dintre condițiile pe care le studiem în psihiatrie împărtășesc rădăcini comune în creier, totuși cercetarea fiecărei condiții se desfășoară în mare măsură în izolare, parțial pentru că compararea multor diagnostice simultan la o scară largă este atât de dificilă,” a afirmat Frank Hillary. „Un obiectiv critic al acestui proiect este de a dezvolta metode comune pentru studiul modului în care rețelele cerebrale funcționează, astfel încât diferite domenii ale psihiatriei să poată fi examinate simultan pentru a înțelege mai bine asemănările și diferențele lor.”
Inițiativa extinde ENIGMA Consortium, o rețea globală de peste 2.500 de oameni de știință din 47 de țări care desfășoară unele dintre cele mai mari studii de imagistică cerebrală asupra bolilor neurologice și psihiatrice. Pentru acest proiect, opt grupuri internaționale de cercetare, fiecare concentrându-se pe o tulburare, au convenit să analizeze scanările lor funcționale utilizând aceeași pipeline de procesare standardizată, un set comun de pași software care curăță fiecare scanare și măsoară conexiunile cerebrale și schimbările dinamice ale creierului în mod identic. Potrivit cercetătorilor, aceasta este prima inițiativă globală de standardizare a modului în care scanările cerebrale funcționale sunt analizate în psihiatrie.
„Până acum, o descoperire în autism și o descoperire în schizofrenie ar putea veni din alegeri de analiză foarte diferite, așa că nu am putut să le aliniem corect,” a spus Clara Moreau. „Acordul asupra unei abordări multiversum țintite, care este utilizată în întreaga lume și între tulburări, ne permite să identificăm caracteristici distincte ale acestor condiții pentru prima dată.”
Dimensiunea setului de date combinat deschide, de asemenea, ușa pentru metodele de inteligență artificială, care necesită cantități mari de date pentru a învăța modele fiabile. Echipa intenționează să utilizeze aceste instrumente pentru a căuta markeri ai bolii prea subtili pentru a fi detectați în studii mai mici.
Studiile genetice anterioare sugerează că aceste condiții ar putea fi grupate în trei familii: tulburări de dispoziție și psihotice, tulburări de dezvoltare și tulburări compulsive. Cercetătorii vor testa dacă funcția cerebrală arată aceeași grupare, ceea ce ar putea indica o biologie comună în spatele condițiilor care sunt în prezent diagnosticate separat.
Echipa va examina, de asemenea, modul în care medicamentele precum litiu și antipsihoticele se corelează cu diferențele în dinamica funcțională cerebrală și conectivitate. Obiectivele mai ample ale proiectului includ îmbunătățirea diagnosticării, clarificarea modului în care aceste tulburări afectează creierul și identificarea unor măsuri cerebrale pe care studiile clinice le-ar putea utiliza pentru a determina dacă un tratament funcționează. Orice astfel de măsuri ar necesita teste suplimentare înainte de a putea ghida diagnosticarea sau tratamentul.
„Studiile de această amploare depind de cercetătorii din întreaga lume care sunt de acord să împărtășească metodele și să urmărească aceleași întrebări,” a declarat Arthur W. Toga. „Prin aducerea împreună a datelor de la zeci de mii de oameni din opt condiții, această muncă ar putea ajuta la îndrumarea psihiatriei către măsuri fundamentate în biologia cerebrală.”
Proiectul este condus de o echipă de conducere formată din 17 instituții din Statele Unite, Canada, Germania, Olanda, Elveția, Franța și Australia. Această inițiativă este finanțată de National Institute of Mental Health, parte a National Institutes of Health, sub numărul de premiu R01MH142539. Cercetătorii Stevens INI implicați în proiect includ Dr. Christopher R. K. Ching, Dr. Katherine Lawrence și Sophia Thomopoulos.
