Когда форма ни при чём: мини-мозг раскрыл, где на самом деле прячутся ментальные расстройства

В психиатрии долгое время оставался без ответа один из ключевых вопросов: что именно происходит в мозге при тяжёлых ментальных расстройствах. Шизофрения и биполярное расстройство затрагивают миллионы людей, но их диагностика до сих пор во многом опирается на наблюдения и клинический опыт врачей. Новое исследование позволило заглянуть глубже — буквально на уровне нейронных сигналов. Об этом сообщает Johns Hopkins University.

Мини-мозг в лаборатории

Учёные впервые использовали миниатюрные органоиды мозга — крошечные модели нервной ткани, выращенные в лабораторных условиях. Эти структуры размером с горошину создавались из перепрограммированных клеток кожи и крови людей с шизофренией, биполярным расстройством и без психиатрических диагнозов. В результате исследователи получили упрощённые "версии" мозга, способные воспроизводить ключевые процессы нейронного взаимодействия.

Главная цель заключалась не в поиске видимых повреждений, а в анализе того, как именно нейроны обмениваются сигналами. Как выяснилось, при тяжёлых психических расстройствах структура ткани может выглядеть относительно нормальной, тогда как сбои скрываются в тонких особенностях электрической активности.

Сигналы, которые выдают болезнь

Чтобы разобраться в этих различиях, команда применила методы машинного обучения. Алгоритмы анализировали электрические импульсы нейронов и выявляли характерные паттерны активности. В здоровых органоидах и моделях, связанных с психическими заболеваниями, эти схемы различались, пусть и не всегда очевидно для человеческого глаза.

Именно такие "подписи" нейронной активности могут в будущем стать ключом к более точной диагностике. Сейчас врачи нередко подбирают лечение методом проб и ошибок, что занимает месяцы и даже годы.

Почему диагностика так сложна

Руководитель исследования, биомедицинский инженер Университета Джонса Хопкинса Энни Катхурия, подчёркивает уникальную сложность этих расстройств.

"Шизофрению и биполярное расстройство очень трудно диагностировать, потому что нельзя указать на конкретный участок мозга, который "ломается". Нет определённого фермента, как, например, при болезни Паркинсона, где ориентируются на уровень дофамина, даже несмотря на отсутствие полного излечения", — отметила биомедицинский инженер Университета Джонса Хопкинса Энни Катхурия.

По её словам, в перспективе органоиды могут использоваться не только для подтверждения диагноза, но и для подбора терапии.

"Мы надеемся, что в будущем сможем не только подтверждать диагноз шизофрении или биполярного расстройства с помощью органоидов мозга, но и тестировать на них лекарства, чтобы понять, какие дозировки помогут приблизить состояние к здоровому", — добавила она.

Шаг к персонализированному лечению

Результаты исследования, опубликованные в журнале APL Bioengineering, открывают путь к более индивидуальному подходу в психиатрии. Возможность наблюдать, как конкретные нейронные сети реагируют на препараты, может сократить время подбора лечения и снизить риск побочных эффектов.

Хотя до клинического применения ещё далеко, работа показывает, что психические расстройства могут быть связаны не с грубыми повреждениями мозга, а с тонкими сбоями в коммуникации между нейронами. Понимание этих процессов приближает науку к более точной диагностике и, в перспективе, к принципиально новым методам помощи пациентам.