В исследовании S. D. Moffat с соавторами (1997) было проведено сравнение 6 областей МТ у праворуких и леворуких. В исследовании принимали участие 2 группы леворуких испытуемых (средний возраст 23,3 года): леворукие с левополушарным представительством речи и леворукие с правополушарным представительством речи. Доминантность полушария по речи определялась по результатам дихотического прослушивания. Испытуемые прошли МРТ. Для сравнения были использованы архивные данные по результатам МРТ 34 здоровых праворуких испытуемых, средний возраст = 24,5 года. В исследовательских целях в МТ были выделены 6 субрегионов, где СС1, СС2 составляют колено МТ; СС3, СС4 составляют ствол МТ, а СС5 и СС6 образуют задний отдел МТ. Было показано, что леворукие с эффектом правого уха имели значимо бо́льшие размеры следующих регионов МТ: СС1, СС4, СС5, СС6, чем леворукие с эффектом левого уха и правши (за исключением СС4 – где нет значимого различия в размерах этого региона между леворукими с эффектом правого уха и леворукими с эффектом левого уха, значимое различие есть только с правшами).
Леворукие с эффектом правого уха имели значимо бо́льшее (на 15 %) по размеру МТ, чем леворукие с эффектом левого уха и правши.
В этом исследовании леворукие имели существенно бо́льшие размеры перешейка МТ(СС5), чем правши. Эти данные повторяют данные Witelson (1985, 1989), Habib с коллегами (1991), Cowell с коллегами (1994), Clarke и Zaidel (1994) о том, что мануальное предпочтение коррелирует с размерами перешейка МТ. Таким образом, различия в морфологии МТ у людей с разным предпочтением ведущей руки может быть одним из паттернов речевой латерализации у левшей.
Левши с правосторонней латерализацией речи (эффект левого уха), по существу, могут быть зеркальным отражением типичного правши (полушарный контроль обеих функций: речи и праксиса) (Kimura,1996). Функциональное объединение между речевыми и мануальными системами у правшей поддерживается с помощью внутриполушарных волокон. По-видимому, аналогичная ситуация и у левшей с правосторонней латерализацией речи. Только у левшей с левополушарной латерализацией речи контроль за двигательными функциями находится в оппозиционном полушарии. Moffat с соавторами (1997) предполагают, что у левшей с левосторонней латерализацией речи объединение между речью и мануальным праксисом осуществляется с помощью межполушарного взаимодействия (за счет волокон МТ), поэтому бо́льшее по размеру МТ у левшей с преимуществом правого уха не является столь неожиданным. При этом они полагают, что правши, имеющие правостороннюю латерализацию речи, являются другим образцом полушарного контроля речи и мануального праксиса и поэтому бо́льшее МТ у таких людей может быть тоже ожидаемо.
Таким образом, отличие размеров МТ у мужчин и женщин, у праворуких и леворуких людей с разным расположением центра речи заставляет обратить внимание на эту структуру мозга, так как именно она играет особую роль в формировании асимметрии головного мозга, в том числе и функциональной. По-видимому, именно МТ распределяет нагрузку на полушария и предопределяет выраженность асимметрии.
Глава 5. Мозолистое тело и психические заболевания
Связь между патологией МТ и некоторыми психическими заболеваниями отмечается в целом ряде исследований. Определяет ли эта патология развитие психических заболеваний? Этот вопрос на сегодняшний день остается открытым.
Психические нарушения отмечены у 90 % больных с опухолями МТ, у 33 % – с полной или частичной АМТ и почти во всех случаях кровоизлияний в МТ и его размягчений, хотя есть и публикации о том, что при медленно развивающихся опухолях и АМТ отмечаются случаи сохраненной психической деятельности (Доброхотова, 2006).
Патология МТ может проявляться разнообразными поведенческими нарушениями, напоминающими симптомы психических расстройств. Набор этих поведенческих особенностей очень сложен и определяется множественными неврологическими механизмами. Сравнение пересекающихся симптомов при психических расстройствах и при патологиях МТ может помочь выделить такие, которые прямо являются следствием нарушения межполушарных связей.
Анализ функциональных последствий структурных изменений в мозге, выявляемых при помощи диффузного МРТ-анализа, включая диффузный тензорный анализ (DTI), показал высокую степень корреляций между активностью мозга в различных отделах и анатомическими нарушениями. Изучение функциональных межполушарных связей у пациентов с патологией МТ поможет выявить механизмы, с помощью которых мозг с нарушенными межполушарными отношениями достигает "типичного" межполушарного взаимодействия. С другой стороны, понимание ограничения такой функциональной связи поможет разобраться в психопатологических проявлениях, к которым с очевидностью причастно МТ.
В современных исследованиях межполушарного взаимодействия при психических заболеваниях можно выделить два основных направления. Первое направление изучает паттерны нейроморфологических вариаций в МТ при психических расстройствах. Например, среди 7 обследованных пациентов с патологией МТ у двоих была диагностирована шизофрения, у одного нарушения социального поведения и речи, сходные с симптоматикой синдрома Аспергера, у другого – расстройство личности с депрессивными и конверсионными проявлениями, у оставшихся наблюдалась отчетливая психотическая симптоматика (David et al., 1993).
В другом направлении исследований сравниваются группы пациентов и контрольная группа по нейрокогнитивным тестам. Многие авторы считают, что зональная анатомия МТ может рассматриваться как высокочувствительный и полезный метод при систематическом исследовании нейрокогнитивных вариаций у психиатрических и нормальных групп испытуемых (Cowell et al., 2003).
Целый ряд исследований связывает возникновение шизофрении с патологией МТ и объясняет когнитивные нарушения при шизофрении особенностями межполушарной интеграции. По мнению A. David (1994), патология МТ при шизофрении воплощает идею "расщепления" на нейрокогнитивном уровне. Выявленные с помощью диффузной МРТ морфологические изменения МТ у больных шизофренией касаются его размеров, формы и микроструктуры (Innocenti, 2003). Так, Rozenthal и Bigelow (1972) отмечают, что у больных шизофренией необычайно крупное МТ. Связь этого анатомического отклонения со способностью МТ передавать информацию не ясна. Однако Beaumond и Dimond (1973) показали, что по сравнению со здоровыми испытуемыми больные шизофренией испытывают большие трудности именно в межполушарной, а не во внутриполушарной передаче информации. При дальнейшем исследовании транскаллозальной передачи при шизофрении было обнаружено, что в выборке больных выявляется левосторонняя тактильная аномия, специфическое затруднение в правильном назывании предметов, находящихся в левой руке, в отсутствии зрительного контроля (Dimond et al., 1979). Таким образом, исследователи отмечают сходство типичных проявлений шизофрении и последствий комиссуротомии. Синдрома "дископиидисграфии" при шизофрении не наблюдается, но, возможно, это связано с тем, что повреждение МТ при этом заболевании происходит на раннем этапе онтогенеза, еще до установления латерализации полушарных функций.
По данным нейровизуализационного отечественного исследования параметров МТ (толщина колена, ствола, сплениума), проведенного на материале 26 больных и 62 их родственников, отмечается увеличение колена (не достигавшее статистической значимости) и ствола (статистически достоверное) как у больных, так и у их родственников (Орлова и др., 2000). Коэффициенты наследуемости параметров колена и ствола МТ составили соответственно 28 % и 12 %. Наследуемость размера сплениума МТ, не различавшегося в семьях больных шизофренией и в контрольной группе, оказалась равной 0. Таким образом, выявляется влияние наследственных факторов на вариабельность размеров колена и ствола МТ в семьях больных шизофренией. Кроме того, параметры МТ у больных шизофренией обнаруживают и связь с характеристиками болезни, что подтверждается данными регрессионного анализа, выявляющего размеры колена МТ в числе МРТ-признаков для прогноза тяжести негативной психопатологической симптоматики.
Полученные результаты, свидетельствующие об увеличении колена и ствола МТ при шизофрении, подтверждают данные ряда авторов об участии МТ в патогенезе шизофрении (Rosental, Bigelow, 1972; Coger, Serafetinides, 1990; Hoff et al., 1994, и др.). Ствол и колено МТ обеспечивают интеграцию центральных и лобных отделов мозга. У значительной части больных и родственников (20,5 %) были обнаружены выраженные отклонения пробы на реципрокную координацию рук, что, по мнению авторов, свидетельствует о нарушении межполушарного взаимодействия на уровне передних отделов МТ (Орлова и др., 2000).
Среди работ, прижизненно изучающих морфологию МТ, совсем мало исследований по изучению его формы, положения по отношению к другим структурам мозга. Так, исследование Е. А. Милосердова (2005) показало, что больные шизофренией имели сравнительно бо́льшее значение индексов, отражающих высоту МТ на разных уровнях, чем их родственники и здоровые испытуемые. Нижний контур МТ у больных выглядел более выпуклым, что указывало на изменение формы МТ и его вертикальное смещение. Таким образом, больные имели относительно бо́льшую максимальную высоту МТ, что соответствует большему верхне-нижнему размеру третьего желудочка головного мозга. Площадь МТ в трех исследуемых группах (группа больных шизофренией – 35 человек) существенно не различалась. Показатель размеров МТ тоже был неинформативным, так как одни отделы могут быть увеличены, а другие, напротив, уменьшены по-разному в этих группах. Исследования тканевого контраста МТ показали, что его средние значения были выше у больных и их родственников, то есть была выявлена тенденция к усилению миелинизации нервных волокон МТ. Индекс, отражающий высоту нижнего контура МТ на уровне клюва, у больных достоверно коррелирует с объемом правого желудочка, суммарным объемом боковых желудочков, площадью МТ, а также с глобальной оценкой негативных симптомов.
В ряде исследований получены противоположные данные. P. Woodruff, I. McManus и A. S. David (1995) провели мета-анализ статей, изучающих размеры МТ, и показали, что больные шизофренией имеют статистически значимо меньшие размеры МТ. Это подтвердилось и в исследованиях P. Tibbo с коллегами (1998) на группе из 76 больных шизофренией. Было зафиксировано уменьшение размера МТ у пациентов с шизофренией по сравнению с нормой. При этом авторы работы утверждают, что данное снижение является генерализованным (не региональным), так как не выявлено отличий в форме МТ у больных и здоровых испытуемых. Кроме того, в исследовании сообщается о корреляциях размеров МТ с негативной симптоматикой.
Есть свидетельства, что у больных шизофренией не происходит увеличения размера МТ в онтогенезе, как это бывает в норме, что может указывать на генетическое происхождение нарушений межполушарного взаимодействия (Keshavan et al., 2002).
Другие исследователи (Francis et al., 2011) считают, что пациентов с шизофренией отличает значительное уменьшение объема МТ, особенно его задней части (валика). Исследовались дети пациентов с шизофренией, которые имеют риск заболеть шизофренией в 10–15 раз больший, чем у контрольной группы испытуемых. При этом у здоровых испытуемых наблюдалось увеличение с возрастом передней и задней частей валика МТ, тогда как у испытуемых из группы риска этого не отмечается. Уменьшение размеров МТ было больше у мужчин, больных шизофренией, чем у женщин.
Отдельные авторы называют нарушение межполушарного взаимодействия, в результате которого нарушается нормальное распределение активности между полушариями мозга, центральным механизмом патогенеза шизофрении (Hallak et al., 2007).
В исследовании Price с коллегами (2005, 2007) МТ у пациентов с шизофренией исследовалось при помощи диффузного тензорного анализа (DTI). Мера когерентности проводящих путей у больных шизофренией была снижена в проводящих путях колена МТ. Менее выраженным это снижение было в валике МТ.
В работе Brambilla с коллегами (2005) результаты МРТ также свидетельствуют о существовании выраженного микроструктурного нарушения МТ при шизофрении, которое может в конечном итоге приводить к нарушению межполушарного взаимодействия. В том же исследовании особо подчеркивается роль дисфункции передней части МТ в возникновении продуктивной симптоматики.
В исследовании Diwadkar с соавторами (2004), проведенном при помощи метода функциональной МРТ, у больных шизофренией в сравнении с нормой обнаружено снижение нейронной активности во всех отделах МТ. Исходя из этих результатов, авторы предполагают существование при шизофрении обширного нарушения межполушарного взаимодействия, которое распространяется на межмодальные корковые связи.
В работе под руководством Downhill (2000) по изучению формы и размера МТ у больных шизофренией и шизоаффективными расстройствами получены следующие результаты. Размеры МТ были меньше в передних отделах (колено) и в задних отделах (валик) у больных шизофренией по сравнению с группой здоровых испытуемых. Уменьшение размеров МТ у больных шизофренией напрямую коррелировало с длительностью заболевания – чем длительнее заболевание, тем меньше размеры МТ. У пациентов с шизоаффективными расстройствами колено МТ было больше, чем у больных шизофренией и здоровых испытуемых. Валик МТ у больных с шизоаффективными расстройствами был меньше, чем у контрольной группы, но больше, чем у группы больных шизофренией. По мнению авторов, особенности строения МТ при психической патологии могут объяснять более легкий когнитивный дефицит при шизоаффективном расстройстве по сравнению с шизофренией (Downhill et al., 2000).
Есть также сообщения о полной агенезии МТ у пациентов с шизофренией (Chinnasamy et al., 2006; David et al., 1993; Motomura et al., 2002), указывающие на прямую связь между патологией МТ и шизофренией и противоречащие утверждениям, что меньшие анатомические изменения в МТ у пациентов с шизофренией не дают уверенности в существовании такой связи. Размер МТ, особенно в передних отделах, также уменьшен при некоторых случаях аутизма (Hardan et al., 2000; Vidal et al., 2006). Кроме того, в одном исследовании у 8,5 % пациентов с патологией МТ был диагностирован аутизм, сравнительно с 1 % у их сиблингов, не имеющих такой патологии (Doherty et al., 2006).
Описаны случаи шизофрении при агенезии МТ у пациента в детском возрасте (Hallak et al., 2007) и у монозиготных близнецов (Motomura et al., 2002).
Группой отечественных ученых было проведено исследование величины и синхронизации гамма-ритма у больных шизофренией в покое и при выполнении психофизиологического задания, направленного на интеграцию межполушарного взаимодействия (Стрелец и др., 2006). В настоящее время показано, что психические процессы связаны с высокочастотным гаммаритмом, мощность которого повышается при выполнении когнитивных заданий. Показателями, характеризующими этот ритм, служат мощность и синхронизация его в различных областях мозга. Синхронизация ритма отражает "связность", а она, в свою очередь, характеризует функциональную интеграцию между мозговыми областями. Было обследовано 20 больных шизофренией (10 больных с первым эпизодом и 10 больных с давностью заболевания) и 38 здоровых испытуемых. Авторы показали, что у здоровых испытуемых количество внутри– и межполушарных когерентных связей значительно больше, чем в экспериментальной группе. У больных с первыми эпизодами функциональные межполушарные связи полностью отсутствовали, как в фоновом состоянии, так и при выполнении теста. У больных со стажем заболевания, как в фоновом состоянии, так и при выполнении теста, имелась одна межполушарная связь в задних отделах головного мозга. Таким образом, феномен "функционального расщепления" на высокочастотном гамма-ритме обнаруживается уже при первых эпизодах заболевания, что подтверждает нарушение интегративной деятельности мозга. Авторы предполагают, что наличие межполушарных связей только в задних отделах головного мозга у группы больных с давностью заболевания свидетельствует о том, что межполушарное проведение информации осуществляется не через МТ, а через подкорковые структуры.
В работах под руководством M. L. Phillips (Phillips et al., 1996) и P. W. R. Woodruff (Woodruff et al., 1997) в целях исследования процессов межполушарного взаимодействия у здоровых и больных шизофренией испытуемых была использована методика Струпа с предъявлением двух стимулов (цветовая полоска и название цвета, написанное совпадающим или конфликтным цветом) к одному полушарию или билатерально. Размеры МТ у больных шизофренией значимо не отличались от размеров в группе здоровых испытуемых, однако авторы отмечают тенденцию к их уменьшению. Как в контрольной, так и в экспериментальной группе отмечалась позитивная корреляция между размерами задних отделов МТ и временем реакции на неконфликтные стимулы, то есть когда цвет и название совпадали. Чем больше размеры задних отделов МТ, тем быстрее время реакции. Причем при билатеральном предъявлении у больных шизофренией эти показатели были выше. Предъявление конфликтных стимулов (условие интерференции) здоровым испытуемым показало замедление времени реакции, которое значимо не различалось при моно– и билатеральном предъявлении. Больные шизофренией продемонстрировали вообще меньшую подверженность интерференции по сравнению с контрольной группой. При этом интерференция при билатеральном предъявлении стимулов была значимо меньше, чем при монолатеральном и выявилась негативная корреляция между размерами задних отделов МТ и интерференцией. Чем больше были задние отделы МТ, тем меньше испытуемый был подвержен интерференции. Полученные результаты свидетельствуют о нарушении межполушарных отношений.