То, как антидепрессант будет действовать на конкретного человека, можно определить по изменению связей между различными частями его головного мозга в первые дни применения препарата, сообщается в iScience. Как утверждают авторы исследования, этот метод работает для лекарств с разными механизмами действия и особенно полезен для оценки влияния антидепрессантов, терапевтический эффект которых обычно проявляется лишь через несколько недель после начала приема.
С середины XX века известно, что при депрессивных состояниях часто нарушается передача сигналов за счет нейромедиаторов-моноаминов, в частности серотонина.
Большой процент современных антидепрессантов нормализует ее, блокируя захват нейронами молекул серотонина из синаптической щели, где это вещество связывается с соответствующими рецепторами. Это, в конечном счете, обеспечивает и нормализацию эмоционального состояния.
Концентрация многих ингибиторов обратного захвата серотонина уже после первых приемов вырастает до таких величин, которые должны обеспечивать нужный эффект, но первые несколько недель применения он не проявляется. Чтобы объяснить это, разные коллективы ученых определяли, на какие мишени в клетках действуют те или иные препараты. Однако значимых связей между молекулярными механизмами действия конкретных антидепрессантов и временем, после которого становится заметным их эффект (и проявится ли он вообще), до сих пор не обнаружили.
Исследователи из Йельского и Манчестерского университетов во главе с Чади Абдаллой (Chadi G. Abdallah) предложили другой подход для предсказания эффективности антидепрессантов — по тому, как эти препараты меняют состояние связей между различными областями головного мозга.
Абдалла и коллеги взяли за основу результаты нескольких исследований других групп ученых, а также свои предыдущие работы. В них было показано, что при клинической депрессии ослабляются связи внутри фронтопариетальной сети, вовлеченной в контроль внимания и эмоций, а также между фронтопариетальной сетью и теменными областями дорсальной сети внимания, которые вместе обеспечивают внимание к окружающей обстановке. Напротив, связи внутри сети пассивной работы мозга, которая работает при «погружении в себя», когда человек мало интересуется внешним миром, при клинической депрессии усиливаются.
По гипотезе йельских ученых, антидепрессанты, если они будут эффективны для конкретного человека, должны менять связи фронтопариетальной сети и сети пассивной работы мозга противоположным образом: усиливать их внутри первой и ослаблять в рамках второй. Исследователи собрали данные по сертралину — одному из наиболее часто назначаемых антидепрессантов, эффект которого становится заметен лишь через несколько недель, кетамину — быстродействующему потенциальному антидепрессанту, а также по плацебо либо ланицемину (по структуре он похож на кетамин), — в качестве контроля.
Исследователей интересовали данные фМРТ, полученные от больных депрессией через неделю после начала приема сертралина или плацебо (99 и 103 человека соответственно) либо кетамина, ланицемина или плацебо (21, 20 и 19 человек соответственно). В базах, откуда брали эти данные, также было указано, как менялось поведение пациентов при прохождении лечения, и в случае сертралина в первые семь дней и более оно оставалось таким же, как и до начала курса антидепрессанта.
Ученые применили несколько прогнозирующих моделей машинного обучения к выборке из 1261 фМРТ-сканов. Модели анализировали коннектом (совокупность связей) всего мозга (не отдельных нейронов, так как полный коннектом мозга человека еще не прочитан ввиду его сложности), либо связи конкретных областей коры и подкорковых структур друг с другом, либо только связи разных участков коры, и сравнивали изменения их силы с перестройками поведения пациентов во время лечения.
Действительно, после первого приема препарата, еще до улучшения настроения пациентов сертралин усиливал связи между сетями внимания и ослаблял связи в пределах сети пассивной работы мозга. Сходное наблюдалось и в случае кетамина, но его эффект модели предсказывали с меньшей точностью. Плацебо, которые в ряде случаев действуют на поведение так же, как и антидепрессанты (и в этом кроется одна из проблем тестирования лекарств против депрессии), таких эффектов не оказывали.
Авторы предполагают, что сила связей внутри различных систем мозга (и между ними), которые обеспечивают внимание к окружающему миру или «уход в себя», сходным образом меняется и при действии других медленно действующих антидепрессантов, подобных сертралину. А поскольку это происходит еще до того, как проявится терапевтический эффект этих лекарств, по показаниям фМРТ можно будет определять будущую эффективность того или иного препарата для конкретного человека.
Эффект антидепрессантов пытались предсказать и другими способами: по показаниям электроэнцефалограммы, анализу крови и даже с помощью опросников.
