Нейропсихиатрические расстройства — депрессия, аутизм, шизофрения — меняют мышление, эмоции и поведение. Но сегодня их диагностика во многом зависит от субъективных оценок врача. Нужны точные биомаркеры, и тут на помощь приходит математика.

Команда ученых из Университета Сиань Цзяотун под руководством докторов Цзян Цзюньцзе и Хуан Цзыган предложила новый способ анализа работы мозга. Они использовали модель Ландау-Стюарта, которая имитирует сигналы фМРТ, и доработали ее, чтобы она лучше подстраивалась под индивидуальные особенности человека.

Результаты опубликованы в издании Research.

Как это работает

• Модель учитывает силу связей между областями мозга и их динамику.
• Алгоритм обучается на данных, подбирая параметры так, чтобы точнее воспроизводить активность конкретного мозга.
• Добавлены механизмы, которые предотвращают «застревание» расчетов в неверных значениях.

Проверили метод на двух группах: люди с депрессией и аутизмом. Оказалось, он не только точнее описывает работу их мозга, но и помогает отличать пациентов от здоровых лучше, чем классические методы. Например, параметры в таламусе и теменной коре коррелировали с тяжестью симптомов — значит, эти зоны могут быть ключевыми в развитии болезней.

Ученые планируют улучшить модель, добавив данные о структуре связей мозга и методы машинного обучения.

Это приблизит нас к персонализированной медицине, где диагнозы и терапия будут точнее.

Этот метод может перевернуть диагностику психических расстройств. Сегодня врач часто опирается на беседу и наблюдения, а такой подход дает объективные данные. Если модель доработают, она поможет:

• Раньше выявлять болезни — например, находить скрытые формы депрессии.
• Точнее подбирать лечение — если видно, какие зоны мозга работают неправильно, можно точечно воздействовать на них.
• Снизить ошибки — алгоритм не устает и не подвержен когнитивным искажениям.

Главная слабость — модель пока проверена только на двух расстройствах. Нужны исследования на шизофрении, биполярном расстройстве, тревожности. Также неясно, как она поведет себя у людей с сопутствующими заболеваниями, например, эпилепсией.

Ранее ученые отметили связь вируса герпеса с шизофренией.