ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2024-4-15-21ssmu-5862Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSОсобенности структурных и функциональных изменений головного мозга у больных шизофрениейFeatures of structural and functional changes of the brain in patients with schizophreniahttps://orcid.org/0000-0002-7709-3917ГалкинС. А.GalkinS. A.

Галкин Станислав Алексеевич – канд. мед. наук, науч. сотрудник, 

634014, г. Томск, ул. Алеутская, 4

4, Aleutskaya Str., Tomsk, 634014

s01091994@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5179-9727КорнетоваЕ. Г.KornetovaE. G.

Корнетова Елена Георгиевна – д-р мед. наук, зав. отделением эндогенных расстройств, 

634014, г. Томск, ул. Алеутская, 4

4, Aleutskaya Str., Tomsk, 634014

ekornetova@outlook.comhttps://orcid.org/0000-0002-2342-7504КорнетовА. Н.KornetovA. N.

Корнетов Александр Николаевич – д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой фундаментальной психологии и поведенческой медицины, 

634050, г. Томск, Московский тракт, 2

2, Moscow Trakt, Tomsk, 634050

alkornetov@gmail.comПеткунД. А.PetkunD. A.

Петкун Дмитрий Александрович – мл. науч. сотрудник, 

634014, г. Томск, ул. Алеутская, 4

4, Aleutskaya Str., Tomsk, 634014

substantia_p@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1052-855XБоханН. А.BokhanN. A.

Бохан Николай Александрович – д-р мед. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, академик РАН, директор НИИ, 634014, г. Томск, ул. Алеутская, 4;

зав. кафедрой психиатрии, наркологии и психотерапии, 634050, г. Томск, Московский тракт, 2

4, Aleutskaya Str., Tomsk, 634014;

2, Moscow Trakt, Tomsk, 634050

bna909@gmail.comНаучно-исследовательский институт (НИИ) психического здоровья, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ)РоссияMental Health Research Institute, Tomsk National Research Medical Center (NRMC), the Russian Academy of SciencesRussian FederationСибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияSiberian State Medical UniversityRussian FederationНаучно-исследовательский институт (НИИ) психического здоровья, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ); Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)РоссияMental Health Research Institute, Tomsk National Research Medical Center (NRMC), the Russian Academy of Sciences; Siberian State Medical UniversityRussian Federation2024180120252341521Copyright © Галкин С.А., Корнетова Е.Г., Корнетов А.Н., Петкун Д.А., Бохан Н.А., 20252025Галкин С.А., Корнетова Е.Г., Корнетов А.Н., Петкун Д.А., Бохан Н.А.Galkin S.A., Kornetova E.G., Kornetov A.N., Petkun D.A., Bokhan N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/5862Цель

Цель. Установить особенности структурных и функциональных изменений головного мозга у больных шизофренией.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведен морфометрический анализ магнитно-резонансных изображений головного мозга, а также клиническая оценка электроэнцефалограммы (ЭЭГ) 35 больных шизофренией (20 мужчин и 15 женщин). В контрольную группу вошли 18 здоровых лиц (10 мужчин и 8 женщин), которые были подобраны по возрасту и полу основной группе пациентов. Статистическая обработка проводилась с помощью критерия χ2 и точного критерия Фишера, а также корреляционного анализа Спирмена.

Результаты

Результаты. По сравнению с группой контроля у больных шизофренией статистически значимо чаще обнаруживаются признаки расширения желудочков (р = 0,039), асимметрии боковых желудочков (р = 0,041), отека перивентрикулярных зон (р < 0,001) и расширения субарахноидального пространства мозжечка (р = 0,004). Модификации (класс >1А) функциональной активности мозга в группе больных шизофренией были выявлены в 65,7% случаев. Более чем в половине случаев у больных шизофренией обнаруживалось замедление биоэлектрической активности мозга (класс 2 – 48,6% и класс 3 – 11,4%), одновременно с этим у небольшой части пациентов выявлялись ЭЭГ-признаки пароксизмальной активности (класс B – 11,4% и класс C – 5,7%) (p < 0,001). Выявлена статистически значимая прямая корреляция между расширением субарахноидального пространства мозжечка и пароксизмальной активностью у больных шизофренией (rs = 0,377; p = 0,044).

Заключение

Заключение. Полученные данные в нашем исследовании подчеркивают, что совместное использование магнитно-резонансной томографии и ЭЭГ может предоставить важную информацию о мозговой патологии при шизофрении. Полученные нами результаты имеют значение для проверки гипотезы о связи дисциркуляторных и функциональных нарушений головного мозга у больных шизофренией.

Aim

Aim. To establish the features of structural and functional changes in the brain in patients with schizophrenia.

Materials and methods

Materials and methods. A morphometric analysis of the brain using MRI scans was performed, along with a clinical assessment of the electroencephalogram (EEG) of 35 patients with schizophrenia (20 men and 15 women). The control group included 18 healthy sex- and age-matched individuals (10 men and 8 women). Statistical processing was carried out using the χ2 test, the Fisher’s exact test, and the Spearman’s rank correlation coefficient.

Results

Results. Compared to the control group, patients with schizophrenia were significantly more likely to show signs of ventricular dilation (p = 0.039), asymmetry of the lateral ventricles (p = 0.041), periventricular edema (p < 0.001), and enlargement of the subarachnoid space of the cerebellum (p = 0.004). Changes (class >1A) in the functional activity of the brain in the group of patients with schizophrenia were detected in 65.7% of the cases. In more than half of the cases, patients with schizophrenia showed decreased bioelectric activity of the brain (class 2 in 48.6% and class 3 in 11.4%); at the same time, EEG signs of paroxysmal activity were detected in a few patients (class B in 11.4% and class C in 5.7%) (p < 0.001). A statistically significant direct correlation was found between the enlargement of the subarachnoid space of the cerebellum and paroxysmal EEG activity in patients with schizophrenia (r = 0.377; p = 0.044).

Conclusion

Conclusion. The findings of our study highlight that the combined use of MRI and EEG can provide important information about brain pathology in schizophrenia. The data obtained are also important for testing the hypothesis on the association between vascular and functional disorders of the brain in patients with schizophrenia.

шизофрениямозговая патологиямагнитно-резонансная томографияэлектроэнцефалографияпароксизмальная активностьschizophreniabrain pathologymagnetic resonance imagingelectroencephalographyparoxysmal activityИсследование проведено в рамках выполнения госзадания № 075-01392-23- 00 «Персонализированная диагностика и терапия больных полиморбидными расстройствами шизофренического и аффективного спектра», регистрационный номер 123041900006-4.The study was conducted as part of the state assignment No. 075-01392-23-00 “Personalized diagnosis and therapy of patients with polymorbid disorders of the schizophrenic and affective spectrum”, registration number 123041900006-4.ReferencesЛебедева И.С. Поиск «сохранных» структурно-функциональных систем головного мозга как смена парадигмы в исследовании шизофрении. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2015;115(2):37–41. DOI: 10.17116/jnevro20151152137-41.Лебедева И.С. Поиск «сохранных» структурно-функциональных систем головного мозга как смена парадигмы в исследовании шизофрении. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2015;115(2):37–41. DOI: 10.17116/jnevro20151152137-41.McCarley R.W., Nakamura M., Shenton M.E., Salisbury D.F. Combining ERP and structural MRI information in first episode schizophrenia and bipolar disorder. Clin. EEG Neurosci. 2008;39(2):57–60. DOI: 10.1177/155005940803900206.McCarley R.W., Nakamura M., Shenton M.E., Salisbury D.F. Combining ERP and structural MRI information in first episode schizophrenia and bipolar disorder. Clin. EEG Neurosci. 2008;39(2):57–60. DOI: 10.1177/155005940803900206.Шамрей В.К., Пучков Н.А., Тарумов Д.А., Труфанов А.Г., Маркин К.В., Прочик Я.Е., Богдановская А.С. Микроструктурная патология головного мозга при параноидной шизофрении (по данным магнитно-резонансной трактографии). Психиатрия. 2023;21(2):38–49. DOI: 10.30629/2618-6667-2023-21-2-38-49.Шамрей В.К., Пучков Н.А., Тарумов Д.А., Труфанов А.Г., Маркин К.В., Прочик Я.Е., Богдановская А.С. Микроструктурная патология головного мозга при параноидной шизофрении (по данным магнитно-резонансной трактографии). Психиатрия. 2023;21(2):38–49. DOI: 10.30629/2618-6667-2023-21-2-38-49.Mørch-Johnsen L., Agartz I., Jensen J. The neural correlates of negative symptoms in schizophrenia: examples from MRI literature. Clin. EEG Neurosci. 2018;49(1):12–17. DOI: 10.1177/1550059417746214.Mørch-Johnsen L., Agartz I., Jensen J. The neural correlates of negative symptoms in schizophrenia: examples from MRI literature. Clin. EEG Neurosci. 2018;49(1):12–17. DOI: 10.1177/1550059417746214.Ellison-Wright I., Glahn D.C., Laird A.R., Thelen S.M., Bullmore E. The anatomy of first-episode and chronic schizophrenia: an anatomical likelihood estimation meta-analysis. Am. J. Psychiatry. 2008;165(8):1015–1023. DOI: 10.1176/appi.ajp.2008.07101562.Ellison-Wright I., Glahn D.C., Laird A.R., Thelen S.M., Bullmore E. The anatomy of first-episode and chronic schizophrenia: an anatomical likelihood estimation meta-analysis. Am. J. Psychiatry. 2008;165(8):1015–1023. DOI: 10.1176/appi.ajp.2008.07101562.Корнетова Е.Г., Коваль С.Д., Корнетов А.Н., Паршукова Д.А., Иванова С.А., Семке А.В. и др. Мозговая патология при шизофрении: связь с клиническими и конституциональными факторами. Якутский медицинский журнал. 2019;65(1):17–21. DOI: 10.25789/YMJ.2019.65.05.Корнетова Е.Г., Коваль С.Д., Корнетов А.Н., Паршукова Д.А., Иванова С.А., Семке А.В. и др. Мозговая патология при шизофрении: связь с клиническими и конституциональными факторами. Якутский медицинский журнал. 2019;65(1):17–21. DOI: 10.25789/YMJ.2019.65.05.Del Re E.C., Bouix S., Fitzsimmons J., Blokland G.A.M., Mesholam-Gately R., Wojcik J. et al. Diffusion abnormalities in the corpus callosum in first episode schizophrenia: Associated with enlarged lateral ventricles and symptomatology. Psychiatry Res. 2019;277:45–51. DOI: 10.1016/j.psychres.2019.02.038.Del Re E.C., Bouix S., Fitzsimmons J., Blokland G.A.M., Mesholam-Gately R., Wojcik J. et al. Diffusion abnormalities in the corpus callosum in first episode schizophrenia: Associated with enlarged lateral ventricles and symptomatology. Psychiatry Res. 2019;277:45–51. DOI: 10.1016/j.psychres.2019.02.038.Kropotov J.D., Pronina M.V., Ponomarev V.A., Poliakov Y.I., Plotnikova I.V., Mueller A. Latent ERP components of cognitive dysfunctions in ADHD and schizophrenia. Clin. Neurophysiol. 2019;130(4):445–453. DOI: 10.1016/j.clinph.2019.01.015.Kropotov J.D., Pronina M.V., Ponomarev V.A., Poliakov Y.I., Plotnikova I.V., Mueller A. Latent ERP components of cognitive dysfunctions in ADHD and schizophrenia. Clin. Neurophysiol. 2019;130(4):445–453. DOI: 10.1016/j.clinph.2019.01.015.Rosburg T. Auditory N100 gating in patients with schizophrenia: A systematic meta-analysis. Clin. Neurophysiol. 2018;129(10):2099–2111. DOI: 10.1016/j.clinph.2018.07.012.Rosburg T. Auditory N100 gating in patients with schizophrenia: A systematic meta-analysis. Clin. Neurophysiol. 2018;129(10):2099–2111. DOI: 10.1016/j.clinph.2018.07.012.Lijffijt M., Cox B., Acas M.D., Lane S.D., Moeller F.G., Swann A.C. Differential relationships of impulsivity or antisocial symptoms on P50, N100, or P200 auditory sensory gating in controls and antisocial personality disorder. J. Psychiatr. Res. 2012;46(6):743–750. DOI: 10.1016/j.jpsychires.2012.03.001.Lijffijt M., Cox B., Acas M.D., Lane S.D., Moeller F.G., Swann A.C. Differential relationships of impulsivity or antisocial symptoms on P50, N100, or P200 auditory sensory gating in controls and antisocial personality disorder. J. Psychiatr. Res. 2012;46(6):743–750. DOI: 10.1016/j.jpsychires.2012.03.001.Галкин С.А., Корнетова Е.Г., Иванова С.А. Сравнительный анализ электроэнцефалограммы у больных шизофренией, получающих различные атипичные антипсихотики. Бюллетень сибирской медицины. 2024;23(1):15–22. DOI: 10.20538/1682-0363-2024-1-15-22.Галкин С.А., Корнетова Е.Г., Иванова С.А. Сравнительный анализ электроэнцефалограммы у больных шизофренией, получающих различные атипичные антипсихотики. Бюллетень сибирской медицины. 2024;23(1):15–22. DOI: 10.20538/1682-0363-2024-1-15-22.Гашкаримов В.Р., Султанова Р.И., Ефремов И.С., Асадуллин А.Р. Использование методов машинного обучения в диагностике и прогнозировании клинических особенностей шизофрении: нарративный обзор литературы. Consortium Psychiatricum. 2023;4(3):43–53. DOI: 10.17816/CP11030.Гашкаримов В.Р., Султанова Р.И., Ефремов И.С., Асадуллин А.Р. Использование методов машинного обучения в диагностике и прогнозировании клинических особенностей шизофрении: нарративный обзор литературы. Consortium Psychiatricum. 2023;4(3):43–53. DOI: 10.17816/CP11030.Arora M., Knott V.J., Labelle A., Fisher D.J. Alterations of resting EEG in hallucinating and nonhallucinating schizophrenia patients. Clin. EEG Neurosci. 2021;52(3):159–67. DOI: 10.1177/1550059420965385.Arora M., Knott V.J., Labelle A., Fisher D.J. Alterations of resting EEG in hallucinating and nonhallucinating schizophrenia patients. Clin. EEG Neurosci. 2021;52(3):159–67. DOI: 10.1177/1550059420965385.Müller-Putz G.R. Electroencephalography. Handb. Clin. Neurol. 2020;168:249–262. DOI: 10.1016/B978-0-444-63934- 9.00018-4.Müller-Putz G.R. Electroencephalography. Handb. Clin. Neurol. 2020;168:249–262. DOI: 10.1016/B978-0-444-63934- 9.00018-4.Mari-Acevedo J., Yelvington K., Tatum W.O. Normal EEG variants. Handb. Clin. Neurol. 2019;160:143–160. DOI: 10.1016/B978-0-444-64032-1.00009-6.Mari-Acevedo J., Yelvington K., Tatum W.O. Normal EEG variants. Handb. Clin. Neurol. 2019;160:143–160. DOI: 10.1016/B978-0-444-64032-1.00009-6.Liu Z., Ding L., He B. Integration of EEG/MEG with MRI and fMRI. IEEE Eng. Med. Biol. Mag. 2006;25(4):46–53. DOI: 10.1109/memb.2006.1657787.Liu Z., Ding L., He B. Integration of EEG/MEG with MRI and fMRI. IEEE Eng. Med. Biol. Mag. 2006;25(4):46–53. DOI: 10.1109/memb.2006.1657787.Lancaster T.M., Dimitriadis S.I., Perry G., Zammit S., O’Donovan M.C., Linden D.E. Morphometric Analysis of Structural MRI Using Schizophrenia Meta-analytic Priors Distinguish Patients from Controls in Two Independent Samples and in a Sample of Individuals With High Polygenic Risk. Schizophr. Bull. 2022;48(2):524–532. DOI: 10.1093/schbul/sbab125.Lancaster T.M., Dimitriadis S.I., Perry G., Zammit S., O’Donovan M.C., Linden D.E. Morphometric Analysis of Structural MRI Using Schizophrenia Meta-analytic Priors Distinguish Patients from Controls in Two Independent Samples and in a Sample of Individuals With High Polygenic Risk. Schizophr. Bull. 2022;48(2):524–532. DOI: 10.1093/schbul/sbab125.Kay S.R., Fiszbein A., Opler L.A. The positive and negative syndrome scale (PANSS) for schizophrenia. Schizophrenia Bulletin. 1987;13(2):261–276. DOI: 10.1093/schbul/13.2.261.Kay S.R., Fiszbein A., Opler L.A. The positive and negative syndrome scale (PANSS) for schizophrenia. Schizophrenia Bulletin. 1987;13(2):261–276. DOI: 10.1093/schbul/13.2.261.Мосолов С.Н. Шкалы психометрической оценки симптоматики шизофрении и концепция позитивных и негативных расстройств. М., 2001:238.Мосолов С.Н. Шкалы психометрической оценки симптоматики шизофрении и концепция позитивных и негативных расстройств. М., 2001:238.Micoulaud-Franchi J.A., Balzani C., Faugere M. Neurophysiologie clinique en psychiatrie: 1 – Techniques, vocabulaires et indications de l’électroencéphalographie conventionnelle. Annales Médico-psychologiques Revue Psychiatrique. 2013;171:334–341. DOI: 10.1016/j.amp.2013.04.005.Micoulaud-Franchi J.A., Balzani C., Faugere M. Neurophysiologie clinique en psychiatrie: 1 – Techniques, vocabulaires et indications de l’électroencéphalographie conventionnelle. Annales Médico-psychologiques Revue Psychiatrique. 2013;171:334–341. DOI: 10.1016/j.amp.2013.04.005.Chiapponi C., Piras F., Fagioli S., Piras F., Caltagirone C., Spalletta G. Age-related brain trajectories in schizophrenia: a systematic review of structural MRI studies. Psychiatry Res. 2013;214(2):83–93. DOI: 10.1016/j.pscychresns.2013.05.003.Chiapponi C., Piras F., Fagioli S., Piras F., Caltagirone C., Spalletta G. Age-related brain trajectories in schizophrenia: a systematic review of structural MRI studies. Psychiatry Res. 2013;214(2):83–93. DOI: 10.1016/j.pscychresns.2013.05.003.Никитюк Б.А., Корнетов Н.А. Интегративная биомедицинская антропология. Томск: Томский государственный университет, 1998:82.Никитюк Б.А., Корнетов Н.А. Интегративная биомедицинская антропология. Томск: Томский государственный университет, 1998:82.Sweet R.A., Bergen S.E., Sun Z., Marcsisin M.J., Sampson A.R., Lewis D.A. Anatomical evidence of impaired feedforward auditory processing in schizophrenia. Biol. Psychiatry. 2007;61(7):854–864. DOI: 10.1016/j.biopsych.2006.07.033.Sweet R.A., Bergen S.E., Sun Z., Marcsisin M.J., Sampson A.R., Lewis D.A. Anatomical evidence of impaired feedforward auditory processing in schizophrenia. Biol. Psychiatry. 2007;61(7):854–864. DOI: 10.1016/j.biopsych.2006.07.033.Евстигнеев В.В., Кистень О.В. Базовые механизмы эпилептогенеза и эпилепсии. Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя медыцынскіх навук. 2011;(3):106–114.Евстигнеев В.В., Кистень О.В. Базовые механизмы эпилептогенеза и эпилепсии. Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя медыцынскіх навук. 2011;(3):106–114.Rhodes R.H., Lehman R.M., Wu B.Y., Roychowdhury S. Focal chronic inflammatory epileptic encephalopathy in a patient with malformations of cortical development, with a review of the spectrum of chronic inflammatory epileptic encephalopathy. Epilepsia. 2007;48(6):1184–1202. DOI: 10.1111/j.1528-1167.2007.01034.x.Rhodes R.H., Lehman R.M., Wu B.Y., Roychowdhury S. Focal chronic inflammatory epileptic encephalopathy in a patient with malformations of cortical development, with a review of the spectrum of chronic inflammatory epileptic encephalopathy. Epilepsia. 2007;48(6):1184–1202. DOI: 10.1111/j.1528-1167.2007.01034.x.Boling W., Kore L. Subarachnoid hemorrhage-related epilepsy. Acta Neurochir. Suppl. 2020;127:21–25. DOI: 10.1007/978-3-030-04615-6_4.Boling W., Kore L. Subarachnoid hemorrhage-related epilepsy. Acta Neurochir. Suppl. 2020;127:21–25. DOI: 10.1007/978-3-030-04615-6_4.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.