В консорциум ENIGMA (Enhancing NeuroImaging Genetics through Meta Analysis) входят более 1400 ученых из более чем 200 учреждений из 43 стран мира, изучающих человеческий мозг
Проект ENIGMA начался 10 лет назад, в 2009 году, с первоначальной целью проведения крупномасштабного генетического исследования нейровизуализации, и с тех пор разрослась до 50 рабочих групп, объединив мировые данные, ресурсы и опыт, чтобы ответить на фундаментальные вопросы в нейробиологии, психиатрии, неврологии и генетики (рис. 1 показывает карту мира участвующих стран, с разбивкой по рабочим группам).
ENIGMA организована как набор из 50 рабочих групп, изучающих 26 основных заболеваний мозга (см. Цветовой ключ на рис 1). Каждая группа работает в тесном сотрудничестве с другими и состоит из всемирных групп экспертов по каждому расстройству головного мозга, а также экспертов по основным методам, используемым для изучения каждого расстройства.
Изученные заболевания включают:
- большое депрессивное расстройство,
- биполярное расстройство,
- шизофрению,
- расстройство, связанное с употреблением психоактивных веществ,
- посттравматическое стрессовое расстройство,
- синдром дефицита внимания / гиперактивности,
- обсессивно-компульсивное расстройство,
- расстройство аутистического спектра,
- а также некоторые неврологические расстройства, включая болезнь Паркинсона, эпилепсию, атаксию и инсульт.
В последние годы были созданы новые рабочие группы, которые превратились в всемирные консорциумы по эпилепсии (Whelan et al.9 ) расстройства пищевого поведения (King et al. 104 ), тревожные расстройства (Groenewold et al. 107 ), антиобщественному поведению и нейровизуализации у детей.
Консорциум стал огромной силой для открытий и инноваций в области визуализации человеческого мозга, поддержав более 200 активных исследований.
ENIGMA — РАС (расстройство аутистического спектра)
Рабочая группа ENIGMA-РАС опубликовала крупнейшее исследование аутизма по нейровизуализации, в котором проанализированы данные 1571 участника с аутизмом и 1651 контрольного образца из 49 стран по всему миру (в возрасте от 2 до 64 лет) 8 .
В отличие от большинства обсуждаемых до сих пор расстройств, направление эффектов, наблюдаемых при РАС, варьировалось в зависимости от области мозга и в зависимости от анализируемого возраста.
РАС было связано с увеличенным объемом бокового желудочка и внутричерепного аппарата, большей толщиной лобной коры и меньшей толщиной височного кортикального слоя ( d = От -0,21 до 0,20).
Участники с РАС также имели в среднем более низкие подкорковые объемы бледного шара, скорлупы (путамена), миндалевидного тела и прилежащего ядра. Фракционный полиномиальный анализ показал, что объемы в тех же частях мозга в детстве резко возростали, достигнув пика в подростковом возрасте и снова снижались в зрелом возрасте.
В целом, у пациентов с РАС наблюдалась измененная морфометрия в когнитивных и аффективных ассоциированных областях полосатого тела (стриатума), лобной коры и височной коры.
Группа по РАС работала вместе с группой Laterality для проведения крупнейшего в истории исследования асимметрии мозга при РАС, в котором приняли участие 1774 пациента и 1809 контролей из 54 наборов данных 97 .
Как правило, незначительное, но широко распространенное снижение асимметрии толщины кортикального слоя имело место у пациентов с РАС по сравнению с контрольной группой, а также асимметрии объема скорлупы (путамена) и асимметрия площади поверхности медиальной орбитофронтальной коры (MOFC).
Следовательно, измененное латерализованное нервное развитие может быть особенностью РАС, затрагивая широко распространенные кортикальные области с различными функциями.
ENIGMA — Синдром делеции хромосомы 22q11.2
22q11DS ассоциируется с 20-кратным повышенным риском развития психоза и повышенным риском развития психоневрологических расстройств, таких как РАС.
22q11DS предоставляет «генетически ориентированную» основу для изучения мозговых маркеров, лежащих в основе сложных психиатрических фенотипов.
Рабочая группа ENIGMA-22q11DS проанализировала самый большой на сегодняшний день набор данных изображений мозга у пациентов с 22q11DS из 10 когорт, включая 466 человек с 22q11DS и 374 сопоставленных контролей.
По сравнению с контрольной группой, у 22q11DS были обнаружены в целом более толстые серые вещества кортикального слоя (левое / правое полушария: d Коэн = 0,61 / 0,65, и распространенные сокращения в области коры (левое / правое полушария: d = -1,01 / -1,02), с определенными анатомическими структурами.
Методы машинного обучения были применены к измерениям толщины и площади коры для достижения высокой точности (чувствительность 94,2%; специфичность 93,3%) при классификации случаев 22q11DS и контролей 10 . Анализ подкорковой формы ENIGMA также выявили сложные структурные различия между многими подкорковыми структурами между людьми с 22q11DS и контрольной группой 101 . Анализ диффузной МРТ от тех же пациентов ( N = 594) выявил аномалии в мозолистом теле, верхнем продольном пучке и лучистой короне 17 . Текущая работа использует более продвинутые протоколы обработки изображений 17— включая протоколы диффузии «из нескольких оболочек», которые позволяют оценивать биофизические компартменты в ткани — для проверки гипотез о специфических клеточных процессах и специфических клеточных трактах, которые могут быть особенно уязвимы в 22q11DS (например, мозолистом теле), а также волокнистых трактах которые кажутся относительно щадящими (например, кортико-фугальные тракты 17 ).
ENIGMA-синдром дефицита внимания и гиперактивности
Рабочая группа ENIGMA по СДВГ проанализировала данные до 2264 участников с СДВГ и 1934 контроля из 36 стран (возрастной диапазон: 4–63 года; 66% мужчин) 91 .
Объемы прилежащего ядра ( d = -0,15), миндалевилного тела ( d = -0,19), хвостатого ( d = -0,11), гиппокампа ( d = -0,11), скорлупы (путамена) ( d = -0,14) и желудочков ( d = -0,10) были меньше в контрольных группах. Размеры эффекта были самыми высокими у детей. У взрослых не было обнаружено статистически значимых одномерных различий случай / контроль.
Было обнаружено, что различия в объеме имеют одинаковую величину эффекта у тех, кто принимал психостимуляторы, и у тех, кто не принимал психостимуляторы.
Анализ биоинформатики показал, что селективная уязвимость подкорковой области мозга была связана с дифференциальной экспрессией окислительного стресса, нервного развития и аутофагии 92 .
Рабочая группа ENIGMA-СДВГ была первой рабочей группой в ENIGMA, которая провела подробное исследование влияния «случай-контроль» на мозжечок. Дифференциальные возрастные траектории были выявлены для детей с СДВГ по сравнению с обычно развивающимися детьми для продолговатого мозга 93 .
При анализе коры головного мозга более низкие значения площади поверхности были обнаружены в среднем у детей с СДВГ, главным образом в лобной, поясной и височной областях; наибольший эффект был для общей площади поверхности. Ленточная извилина и толщина коры височных полюсов также были ниже у детей с СДВГ. Все эффекты были наиболее выражены в раннем детстве. В группах подростков и взрослых 7 не было обнаружено различий по площади поверхности и толщине 94.
Важно отметить, что многие из тех же характеристик площади поверхности были связаны с субклиническими симптомами СДВГ у детей из общей популяции, у которых нет клинического психиатрического диагноза.
Некоторые из наблюдаемых изменений головного мозга соответствовали многим критериям «эндофенотипов» поскольку они также были замечены у незатронутых братьев и сестер людей с СДВГ в анализе выборки корковых функций 95 , 96 . Эндофенотип — это признак, такой как структура или функция мозга, связанный с биологическим процессом расстройства; чтобы квалифицироваться как эндофенотип, признак, должен быть наследственным сопутствующим болезни, и присутствовать, даже если болезни нет.
Более сильные эффекты у детей могут отражать задержку развития, возможно, отчасти из-за генетических факторов риска, принимая во внимание недавние результаты перекрытия между генетическим вкладом в СДВГ и в подкорковые тома 13 , 47 .
Источник: Thompson, P.M., Jahanshad, N., Ching, C.R.K. et al. ENIGMA and global neuroscience: A decade of large-scale studies of the brain in health and disease across more than 40 countries. Transl Psychiatry10, 100 (2020). https://doi.org/10.1038/s41398-020-0705-1
