Нейрофизиологические подтипы депрессивных расстройств

Обоснование: клинический полиморфизм депрессивных расстройств в совокупности с имеющимися данными о различной реакции пациентов на терапию мотивируют современную нейронауку на поиск моделей, позволяющих объяснить подобную гетерогенность.

Цель исследования: выделить нейрофизиологические подтипы депрессивных расстройств.

Пациенты и методы: 189 больных с депрессией умеренной тяжести в рамках депрессивного эпизода (n = 42), рекуррентного депрессивного (n = 102) и биполярного аффективного расстройств (n = 45); 56 здоровых испытуемых. В работе использовались клинико-психопатологический, психометрический, нейрофизиологический и статистический методы исследования.

Результаты: факторная структура отклонений от нормы мнимой когерентности позволила выделить шесть подтипов расстройства. Выделенные подтипы определялись профилями дисфункционального взаимодействия различных корковых зон в альфа-, бета- и гамма-диапазонах ЭЭГ. Первый подтип характеризовался снижением относительно нормы мнимой альфа-когерентности между правым теменным и левым центральным, правым теменным и левым передним височным, а также правым теменным и правым передним височным отведениями ЭЭГ (Р4-С3, Р4-F7, Р4-F8) и объяснял часть депрессий нарушением продвижения позитивного и подавления негативного аффекта. При 2-м подтипе повышение мнимой бета-2-когерентности между лобными отведениями левого и правого полушария, между левой лобной и правой центральной корой (F3-F4; F3-С4) и ее снижение между центральными корковыми зонами (С4-С3) было ассоциировано с клиникой атипичной депрессии. При 3-м подтипе повышение мнимой альфа-когерентности между лобными (F4-F3) и ее снижение между центральными отведениями левой и правой гемисферы (С4-С3) коррелировало с выраженностью депрессивных руминаций. Для 4-го подтипа оказалось характерным снижение мнимой альфа-когерентности между передней височной и лобной, а также передней височной и центральной корой правого полушария (F8-F4 и F8-C4), что объясняло часть депрессий при расстройстве личности по типу избегания. При 5-м подтипе снижение мнимой гамма-когерентности между лобной и теменной, а также центральной и затылочной корковыми зонами левой гемисферы (F3-P3 и C3-O1) было связано с внешне ориентированным утилитарным стилем мышления (алекситимией). Шестой подтип характеризовался снижением мнимой бета-1-когерентности между левой центральной и правой передней височной корой (С3-F8) наблюдался отчасти при депрессиях с фобическими и ипохондрическими нарушениями в рамках рекуррентного депрессивного расстройства.

Вывод: подобная клинико-биологическая типология представляется перспективной в плане поиска специфических нейрофизиологических нарушений при разных вариантах депрессий и, соответственно, выхода на дифференцированные терапевтические рекомендации.

1. Davidson RJ, Pizzagalli D, Nitschke JB, Putnam K. Depression: Perspectives from Affective Neuroscience. Annu. Rev. Psychol. 2002;53:545–574. doi: 10.1146/annurev.psych.53.100901.135148

2. Drysdale A, Grosenick L, Downar J, Dunlop K, Mansouri F, Meng Y, Fetcho RN, Zebley B, Oathes DJ, Etkin A, Schatzberg AF, Sudheimer K, Keller J, Mayberg HS, Gunning FM, Alexopoulos GS, Fox MD, Pascual-Leone A, Voss HU, Casey BJ, Dubin MJ, Liston C. Resting-state connectivity biomarkers defi ne neurophysiological subtypes of depression. Nat Med. 2017;23:28–38. doi:10.1038/nm.4246

3. Williams LM. Defi ning biotypes for depression and anxiety based on large-scale circuit dysfunction: a theoretical review of the evidence and future directions for clinical translation. Depress Anxiety. 2017;34(1):9–24. doi: 10.1002/da.22556

4. Fingelkurts AA, Fingelkurts AA, Rytsälä H, Suominen K, Isometsä E, Kähkönen S. Impaired functional connectivity at EEG alpha and theta frequency bands in major depression. Hum. Brain Mapp. 2007;28(3):247–261. doi: 10.1002/hbm.20275

5. Григорьева ЕА, Дьяконов АЛ, Певзнер АА. Звуковые гармоники. Перспективы использования для преодоления устойчивого патологического состояния. Ярославль: Аверс плюс, 2017.

6. Изнак АФ. Современные представления о нейрофизиологических основах депрессивных расстройств. В кн.: Депрессия и коморбидные расстройства. Под ред. А.Б. Смулевича. М.: РАМН НЦПЗ. 1997:166–179.

7. Мельникова ТС, Никифоров АИ, Коптелов ЮМ, Пятницкий АН, Яковлева ОБ. Межполушарные корреляции электрической активности мозга при поздних депрессиях. Журнал невропатологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 1992;92(1):88–92.

8. Nolte G, Bai O, Wheaton L, Mari Z, Vorbach S, Hallett M. Identifying true brain interaction from EEG data using the imaginary part of coherence. Clinical Neurophysiology. 2004;115:2292–2307. doi: 10.1016/j.clinph.2004.04.029

9. Palva S, Palva JM. New vistas for alpha-frequency band oscillations. Trends Neurosci. 2007;30(4):150–158. doi: 10.1016/j.tins.2007.02.001

10. Lamme VA. Towards a true neural stance on consciousness. Trends Cogn. Sci. 2006;10(11):494–501. doi: 10.1016/j.tics.2006.09.001

11. Engel AK, Fries P. Beta-band oscillations–signaling the status quo? Curr. Opin. Neurobiol. 2010;20(2):156–165. doi: 10.1016/j.conb.2010.02.015

12. Ochsner KN, Ray RD, Cooper J, Robertson ER, Chopra S, Gabrieli JDE, James JG. For better or for worse: Neural systems supporting the cognitive down- and up-regulation of negative emotion. Neuroimage. 2004;23:483–499. doi: 10.1016/j.neuroimage.2004.06.030

13. Kim SH, Hamann S. Neural correlates of positive and negative emotion regulation. Journal of Cognitive Neuroscience. 2007;19(5):776–798. doi: 10.1162/jocn.2007.19.5.776

14. Niendam TA, Laird AR, Ray KL, Dean MY, Glahn DC, Carter CS. Meta-analytic evidence for a superordinate cognitive control network subserving diverse executive function. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 2012;12(2):241–268. doi: 10.3758/s13415-011-0083-5

15. Roalf DR, Ruparel K, Gur RE, Bilker W, Gerraty R, Elliott MA, Gallagher RS, Almasy L, Pogue-Geile MF, Prasad K, Wood J, Nimgaonkar VL, Gur RC. Neuroimaging predictors of cognitive performance across a standardized neurocognitive battery. Neuropsychology. 2014;28(2):161–176. doi: 10.1037/neu0000011

16. Elliott R, Baker SC, Rogers RD, O’Leary DA, Paykel ES, Frith CD, Dolan RJ, Sahakian BJ. Prefrontal dysfunction in depressed patients performing a complex planning task: a study using positron emission tomography. Psychol. Med. 1997;27(4):931–942.

17. Posner J, Hellerstein DJ, Gat I, Mechling A, Klahr K, Wang Z, Peterson BS. Antidepressants normalize the default mode network in patients with dysthymia. JAMA Psychiatry. 2013;70(4):373–382. doi: 10.1001/jamapsychiatry.2013.455

18. Alexopoulos GS, Hoptman MJ, Kanellopoulos D, Murphy CF, Lim KO, Gunning FM. Functional connectivity in the cognitive control network and the default mode network in late-life depression. J. Affect. Disord. 2012;139(1):56–65. doi: 10.1016/j.jad.2011.12.002

19. Shelton RC, Tomarken AJ. Can recovery from depression be achieved? Psychiatr Serv. 2001;52(11):1469–1478. doi: 10.1176/appi.ps.52.11.1469

20. Sprengelmeyer R, Steele JD, Mwangi B, Kumar P, Christmas D, Milders M, Matthews K. The insular cortex and the neuroanatomy of major depression. J. Affect. Disord. 2011;133(1–2):120–127. doi: 10.1016/j.jad.2011.04.004

21. Lee BT, Seong WC, Hyung SK, Lee BC, Choi IG, Lyoo IK, Ham BJ. The neural substrates of affective processing toward positive and negative affective pictures in patients with major depressive disorder. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2007;31(7):1487–1492. doi: 10.1016/j.pnpbp.2007.06.030

22. Mulders PC, van Eijndhoven PF, Schene AH, Beckmann CF, Tendolkar I. Resting-state functional connectivity in major depressive disorder: A review. Neurosci. Biobehav. Rev. 2015;56:330–344. doi: 10.1016/j.neubiorev.2015.07.014

23. Neuner I, Arrubla J, Werner CJ, Hitz K, Boers F, Kawohl W. The Default Mode Network and EEG Regional Spectral Power: A Simultaneous fMRI-EEG Study. PLoS ONE. 2014;9(2):e88214. doi: 10.1371/journal.pone.0088214

24. Rigucci S, Serafi ni G, Pompili M, Kotzalidis GD, Tatarelli R. Anatomical and functional correlates in major depressive disorder: The contribution of neuroimaging studies. The World Journal of Biological Psychiatry. 2010;11(2):165–180. doi: 10.1080/15622970903131571

25. Peterson A, Thome J, Frewen P, Lanius RA. Resting- state neuroimaging studies: a new way of identifying differences and similarities among the anxiety disorders? Can. J. Psychiatry. 2014;59(6):294–300. doi: 10.1177/070674371405900602

26. Seminowicz DA, Mayberg HS, McIntosh AR, Goldapple K, Kennedy S, Segal Z, Rafi -Tari S. Limbic-frontal circuitry in major depression: A path modeling metanalysis. Neuroimage. 2004;22(1):409–418. doi: 10.1016/j.neuroimage.2004.01.015

27. Li CT, Wang SJ, Hirvonen J, Hsieh JC, Bai YM, Hong CJ, Liou YJ, Su TP. Antidepressant mechanism of add-on repetitive transcranial magnetic stimulation in medication- resistant depression using cerebral glucose metabolism. J. Affect. Disord. 2010;127(1–3):219–229. doi: 10.1016/j.jad.2010.05.028

28. Cardinal RN, Parkinson JA, Hall J, Everitt BJ. Emotion and motivation: the role of the amygdala, ventral striatum, and prefrontal cortex. Neurosci. Biobehav. Rev. 2002;26(3):321–352. doi: 10.1016/s0149-7634(02) 00007-6

29. Wu QZ, Li DM, Kuang WH, Zhang TJ, Lui S, Huang XQ, Gong QY. Abnormal regional spontaneous neural activity in treatment-refractory depression revealed by resting-state fMRI. Hum. Brain Mapp. 2011;32(8):1290–1299. doi: 10.1002/hbm.21108

30. West ED, Dally PJ. Effects of iproniazid in depressive syndromes. Br. Med. J. 1959;1(5136):1491–1494. doi: 10.1136/bmj.1.5136.1491

31. Guo WB, Liu F, Xue ZM, Xu XJ, Wu RR, Ma CQ, Zhao JP. Alterations of the amplitude of low-frequency fl uctuations in treatment-resistant and treatment-response depression: a resting-state fMRI study. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2012;37(1):153–160. doi: 10.1016/j.pnpbp.2012.01.011

32. Lui S, Wu Q, Qiu L, Yang X, Kuang W, Chan RC, Gong Q. Resting-state functional connectivity in treatment-resistant depression. Am. J. Psychiatry. 2011;168(6):642–648. doi: 10.1176/appi.ajp.2010.10101419

33. Laufs H, Krakow K, Sterzer P, Eger E, Beyerle A, Salek-Haddadi A, Kleinschmidt A. Electroencephalographic signatures of attentional and cognitive default modes in spontaneous brain activity fl uctuations at rest. PNAS. 2003;19(100):11053–11058. doi: 10.1073/pnas.1831638100

34. Sheline YI, Priced JL, Yanb Z, Mintun MA. Resting- state functional MRI in depression unmasks increased connectivity between networks via the dorsal nexus. PNAS. 2010;24(107):11020–11025. doi: 10.1073/pnas.1000446107

35. Hamilton JP, Farmer M, Fogelman P, Gotlib IH. Depressive Rumination, the Default-Mode Network, and the Dark Matter of Clinical Neuroscience. Biol. Psychiatry. 2015;78(4):224–230. doi: 10.1016/j.biopsych.2015.02.020

36. Horn DI, Yu Ch, Steiner J, Buchmann J, Kaufmann J, Osoba AM, Eckert U, Zierhut KC, Schiltz K, He H, Biswal B, Bogerts B, Walter M. Glutamatergic and resting-state functional connectivity correlates of severity in major depression — the role of pregenual anterior cingulate cortex and anterior insula. Frontiers in Systems Neuroscience. 2010;4:33. doi: 10.3389/fnsys.2010.00033

37. Seeley WW, Menon V, Schatzberg AF, Keller J, Glover GH, Kenna H, Reiss AL, Greicius MD. Dissociable Intrinsic Connectivity Networks for Salience Processing and Executive Control. The Journal of Neuroscience. 2007;27(9):2349–2356. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5587-06.2007

38. Hamilton JP, Etkin A, Furman DJ, Lemus MG, Johnson RF, Gotlib IH. Functional neuroimaging of major depressive disorder: a meta-analysis and new integration of base line activation and neural response data. Am. J. Psychiatry. 2012;169(7):693–703. doi: 10.1176/appi.ajp.2012.11071105

39. Lai CH, Wu YT. Frontal regional homogeneity increased and temporal regional homogeneity decreased after remission of fi rst-episode drug-naive major depressive disorder with panic disorder patients under duloxetine therapy for 6 weeks. J. Affect. Disord. 2012;136(3):453–458. doi: 10.1016/j.jad.2011.11.004

40. Li B, Liu L, Friston KJ, Shen H, Wang L, Zeng LL, Hu D. A treatment-resistant default mode subnetwork in major depression. Biol. Psychiatry. 2013;74(1):48–54. doi: 10.1016/j.biopsych.2012.11.007

41. Garavan H, Ross RH, Stein EA. Righthemispheric dominance of inhibitory con-trol: an event-related functional MRI study. Proc Nat. Acad. Sci. USA. 1999;96(14):8301–8306. doi: 10.1073/pnas.96.14.8301

42. Konishi S, Nakajima K, Uchida I, Kikyo H, Kameyama M, Miyashita Y. Commoninhibitory mechanism in human inferior prefrontal cortex revealed by eventrelated functional MRI. Brain. 1999;122:981–991. doi: 10.1093/brain/122.5.981

43. Funahashi S, Kubota K. Working memory and prefrontal cortex. Neurosci. Res. 1994;21(1):1–11. doi: 10.1016/0168-0102 (94)90063-9

44. Goldman-Rakic PS. Circuitry of primate prefrontal cortex and regulation of behavior by representational memory. In: Mountcastle VB, Plum F, Geiger SR, editors. Handbook of physiology, Bethesda (MD): American Physiological Society. 1987;1(5):373–417. doi: 10.1002/cphy.cp010509

45. Lévesque J, Eugène F, Joanette Y, Paquette V, Mensour B, Beaudoin G, Leroux JM, Bourgouin P, Beauregard M. Neural circuitry underlying voluntary suppression of sadness. Biol. Psychiatry. 2003;53(6):502–510. doi: 10.1016/S0002-3223 (03)01817-6

46. Liston C, Chen AC, Zebley BD, Drysdale AT, Gordon R, Leuchter B, Dubin MJ. Default Mode Network Mechanisms of Transcranial Magnetic Stimulation in Depression. Biol. Psychiatry. 2014;76(7):517–526. doi: 10.1016/j.biopsych.2014.01.023

47. Manoliu A, Meng C, Brandl F, Doll A, Tahmasian M, Scherr M, Schwerthöffer D, Zimmer C, Förstl H, Bäuml J, Riedl V, Wohlschläger AM, Sorg C. Insular dysfunction within the salience network is associated with severity of symptoms and aberrant inter- network connectivity in major depressive disorder. Frontiers in Human Neuroscience. 2014;7:930. doi: 10.3389/fnhum.2013.00930

48. Gordon EM, Laumann TO, Adeyemo B, Huckins JF, Kelley WM, Petersen SE. Generation and Evaluation of a Cortical Area Parcellation from Resting-State Correlations. Cereb. Cortex. 2016;26(1):288–303. doi: 10.1093/cercor/bhu239

49. Peterson BS, Weissman MM. A brain-based endophenotype for major depressive disorder. Annu. Rev. Med. 2011;62:461–474. doi: 10.1146/annurev-med-010510-095632

50. Wang L, Kuang WH, Xu JJ, Lei D, Yang YC. Resting-state brain activation correlates with short-time antidepressant treatment outcome in drug-naive patients with major depressive disorder. J. Int. Med. Res. 2014;42(4):966–975. doi: 10.1177/0300060514533524

51. Downar J, Geraci J, Salomons TV, Dunlop K, Wheeler S, McAndrews MP, Giacobbe P. Anhedonia and Reward- Circuit Connectivity Distinguish Nonresponders from Responders to Dorsomedial Prefrontal Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Major Depression. Biol. Psychiatry. 2014;76(3):176–185. doi: 10.1016/j.biopsych.2013.10.026

52. Johnstone T, van Reekum CM, Urry HL, Kalin NH, Davidson RJ. Failure to regulate: counterproductive recruitment of top-down prefrontal-subcortical circuitry in major depression. J. Neurosci. 2007;27(33):8877–8884. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2063-07.2007

53. Wager TD, Davidson ML, Hughes BL, Lindquist MA, Ochsner KN. Prefrontal-subcortical pathways mediating successful emotion regulation. Neuron. 2008;59(6):1037–1050. doi: 10.1016/j.neuron.2008.09.006

54. Mervaala E, Fohr J, Kononen M, Valkonen-Korhonen M, Vainio P, Partanen K, Partanen J, Tiihonen J, Viinamäki H, Karjalainen AK, Lehtonen J. Quantitative MRI of the hippocampus and amygdala in severe depression. Psychol. Med. 2000;30(1):117–125. doi: 10.1017/S0033291799001567

55. Tebartz van Elst L, Woermann FG, Lemieux L, Trimble MR. Amygdala enlargement in dysthymia: a volumetric study of patients with temporal lobe epilepsy. Biol. Psychiatry. 1999;46(12):1614–1623. doi: 10.1016/S0006-3223 (99)00212-7

56. Veer IM, Beckmann CF, van Tol MJ, Ferrarini L, Milles J, Veltman DJ, Aleman A, van Buchem MA, van der Wee NJ, Rombouts SA. Whole brain resting-state analysis reveals decreased functional connectivity in major depression. Front Syst. Neurosci. 2010;4:41. doi: 10.3389/fnsys.2010.00041

57. Liao W, Qiu C, Gentili C, Walter M, Pan Z, Ding J, Zhang W, Gong Q, Chen H. Altered effective connectivity network of the amygdala in social anxiety disorder: a resting-state FMRI study. PLoS One. 2010;5(12):e15238. doi: 10.1371/journal.pone.0015238