Мысленный эксперимент
В японских больницах психические расстройства диагностируются с помощью «ближней инфракрасной спектроскопии». Критики считают, что технология еще не готова к использованию. Азиатский корреспондент Nature проводит эксперимент над собой.
Токио, центр города, комната, полная психиатров. Посреди этого я сижу и жду, когда проанализируют мое душевное состояние. Никто не задавал мне деликатных вопросов. Вместо этого на мне какая-то причудливая плавательная шапочка, украшенная спутанными проводами и красными и синими пуговицами. По нажатию кнопки 17 красных шариков будут излучать инфракрасный свет на два-три сантиметра вглубь моего мозга, где мои нейроны должны рассеивать или поглощать его. Затем фоторецепторы в синих выступах улавливают все световые волны, выходящие из головы. С помощью этой информации, объясняют мне ученые на контрольной панели, они могут отличить депрессию, биполярное расстройство или шизофрению от нормального психического состояния.
На сегодняшний день более 1000 пациентов прошли эту процедуру - так называемую спектроскопию в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRS), которая была разработана психиатром и нейробиологом Масато Фукуда из Медицинского центра Университета Гунма в Маэбаси в сотрудничестве с Медицинский отдел Хитачи. На сегодняшний день большинство протестированных стали предметом научных исследований; Однако с апреля 2009 года более 300 человек выложили из собственного кармана около 13 000 иен на расследование. В то время Министерство здравоохранения Японии классифицировало NIRS как «зрелую медицинскую технологию» для поддержки психиатрических диагнозов. Больница Токийского университета - одна из восьми ведущих медицинских исследовательских больниц Японии, предлагающая NIRS-визуализацию для диагностических целей - дважды закрывала списки ожидания из-за большого количества желающих. Университет Гунма также полностью забронирован до конца марта. «Мы завалены запросами», - говорит Фукуда.
Очарование NIRS заключается в том, что она обещает быструю и четкую диагностику. Психические расстройства с их заведомо неуправляемым набором симптомов, которые трудно отличить друг от друга, до сих пор часто либо неправильно диагностируются, либо вообще не распознаются. Исследования, проведенные в США, например, показывают, что 70% всех пациентов с биполярным расстройством изначально ставят неверный диагноз. Пациенты, как объясняет Фукуда, «хотят достоверных фактов», особенно для объяснения простоев на работе.
И NIRS теперь может быть объективным методом для проведения надежных, малоэффективных, рутинных тестов на психическое здоровье. По словам Фукуды, это может так же способствовать правильному диагнозу, как рентгенологическое исследование в случае пневмонии или электрокардиограмма в случае проблем с сердцем. Однако, кроме Фукуды и других врачей в Японии, немногие медицинские работники действительно убеждены в этом. Критика в основном вызвана тем фактом, что слишком мало, слишком маленькие и недостаточно спланированные исследования действительно доказали клиническую пользу технологии. NIRS - это «стоящая область исследований, которая еще не предоставила никаких убедительных данных», - говорит нейробиолог Масахико Харуно из Университета Тамагава в Токио.
Джон Суини, невролог из Университета Иллинойса в Чикаго, уже два десятилетия работает над использованием различных методов для наблюдения за тем, что происходит в мозге, и корреляции аномалий с такими заболеваниями, как шизофрения. И это, по словам Суини, «никогда не работало удовлетворительно и воспроизводимо». Сейчас NIRS также является наименее зрелым из всех этих методов, или, по его словам, «очень, очень тонкий лед, по которому мы ходим. Мы все еще далеки от того, чтобы рекомендовать этот тип теста пациентам и их семьям, чтобы иметь возможность."
Добро пожаловать в клуб
В головном уборе с выпуклостями я смотрю на японские иероглифы на мониторе и в ответ на звуковой сигнал повторяю слова вслух. Я не думаю о них так быстро, аудитория психиатров и неврологов, стоящих вокруг, не облегчает задачу. Они приехали на свое ежемесячное собрание со всех уголков Японии, чтобы обсудить последние результаты NIRS и дальнейшие действия.
По сравнению с функциональной магнитно-резонансной томографией (фМРТ) или электроэнцефалографией (ЭЭГ), NIRS является довольно новым методом; он появился в научном мире всего около 15 лет назад. Быстрая карьера в клинической практике последовала в Японии (на самом деле два крупнейших поставщика анализаторов NIRS, Hitachi и Shimadzu, родом из Японии, откуда также происходит около двух третей всех научных публикаций по анализу NIRS). Технология использует тот факт, что гемоглобин в крови поглощает больше света в ближнем инфракрасном диапазоне, чем компоненты тканей организма. Кровоток увеличивается в областях мозга с активными нейронами, и, таким образом, измеряя сдвиг концентрации гемоглобина, можно сделать выводы о локальной активности нейронов. Устройство Фукуды NIRS фокусирует внимание на префронтальной и височной коре, областях мозга, которые, как известно, играют роль во многих психических расстройствах. Согласно теории, заболевания должны идти рука об руку с типичными признаками кровотока в этих областях - и по ним можно диагностировать.
NIRS менее точен и имеет более короткий диапазон, чем фМРТ, который определяет кровоток гораздо точнее и тщательнее при более высоком разрешении. Анализы NIRS, с другой стороны, дешевле и мобильны: испытуемые сидят и не должны втискиваться в шумные, а иногда и нервные ограничения трубки томографа. Поэтому NIRS является методом выбора для беспокойных субъектов, таких как дети или пациенты с психозами и тревожными расстройствами.
Эти преимущества сделали инфракрасное изображение все более популярным во всем мире. Устройства крупнейшего американского производителя NIRx Medical Technologies в Глен-Хед, штат Нью-Йорк, используются в различных учебных целях, от исследования аутизма до разработки интерфейсов мозг-компьютер. Hitachi предлагает облегченную версию, которую можно использовать для беспроводного анализа четырех взаимодействующих объектов в одной комнате.
Фукуда, с другой стороны, специализируется на совершенствовании технологии для диагностических целей - он считает, что растущие возможности принесут пользу пациентам. Он использовал свое первое, еще простое устройство NIRS в 1997 году в качестве доцента в Токийском университете. С тех пор он занимается анализом широкого спектра расстройств. Объединение данных от 10 до 20 пациентов с депрессией, биполярным расстройством или шизофренией позволило бы выявить характерный для конкретного заболевания паттерн активности височной и префронтальной коры в течение первых 60 секунд головоломки. Тест NIRS, говорит Фукуда, имеет 80-процентный шанс правильно определить состояние, ранее диагностированное другими методами.
Другие нейробиологи настроены скептически. Харуно говорит, например, что количество людей, протестированных в исследованиях, было «слишком мало», чтобы вообще можно было определить закономерности. И даже если такие паттерны появляются после того, как сигналы нескольких кандидатов были объединены и усреднены, остается неясным, принадлежит ли отдельный человек со своим характерным паттерном к определенной группе сбора. «Что означает результат для конкретного пациента? Он вводит в заблуждение», - говорит Харуно.
Даже коллеги-исследователи Фукуды, такие как Андреас Фальгаттер из Тюбингенского университета, который за последние 14 лет обследовал около 100 пациентов с NIRS и перевел тесты Фукуды на немецкий язык, отмечают, что NIRS в настоящее время все еще находится в области относятся фундаментальные исследования. Но: Фукуда явно смог убедить японские власти.
Его одобрение пришло в 2005 году; Выдан в ускоренном порядке Министерством здравоохранения, которое стремилось ускорить разработку биомедицинских технологий в рамках программы развития медицинских технологий. Оценка NIRS была в руках Терухико Хигучи, специалиста по депрессии и председателя Национального центра психиатрии и неврологии. В конце концов, он заявил в то время, что метод был быстрым, эффективным и безопасным и в сочетании с другими методами диагностики мог помочь обнаружить тонкие различия при тяжелой депрессии, биполярном расстройстве или шизофрении. Согласно протоколу конференции, доступному в Интернете, он также сказал оценочной комиссии, что NIRS «в конечном итоге служит только для подтверждения диагноза». Центр Хигучи теперь также предлагает эту технику. Другие члены комитета выразили обеспокоенность по поводу небольшого числа участников испытаний, а некоторые испытуемые получали лекарства. Члены комиссии не возражали против утверждения NIRS.
Оправданная критика?
По словам Фукуды, крупномасштабное исследование с участием более 500 человек скоро будет представлено для публикации, чтобы рассеять опасения критиков. Улучшения в методологии, такие как удвоение количества ручек на капюшоне, должны еще больше улучшить дифференциацию психических состояний. Сравнение здоровых испытуемых и тех, кто проходит лечение, также показало, что лекарства пациента не обязательно должны делать его профиль NIRS неразборчивым. Он считает «принципиально оправданной» критику практики использования средних групповых значений для индивидуальной диагностики. Однако это относится и ко многим другим диагностическим методам, таким как электрокардиограмма или ЭЭГ, в которых требуется интерпретация различных данных отдельных лиц. Тем не менее они могли предоставить ценную клиническую информацию.«Клинический диагноз и анализ NIRS дополняют друг друга», - говорит Фукуда. И мы четко подчеркиваем эту взаимодополняемость для всех пациентов.
Возможно, только: По крайней мере, в некоторых случаях NIRS, кажется, становится основой диагноза. Например, результаты NIRS считаются успешными в статистике лечения Фукуды, если они подтверждают психиатрический диагноз. Если это не так, подтверждает Фукуда, пациента и окружающих «неоднократно» спрашивают, не пренебрегают ли они важными аспектами или симптомами: например, должен ли пациент с депрессией, но чей профиль NIRS указывает на шизофрению, не страдать галлюцинациями, а забыл упомянуть. Андреас Мейер-Линденберг из Гейдельбергского университета, психиатр и специалист по методам визуализации, считает более убедительными исследования с пациентами, которым ранее не ставили диагноз и которые не принимали лекарства. Случайная выборка «неясных случаев, возникающих в повседневной клинической практике, должна быть исследована и классифицирована, а затем диагноз подтвержден более длительным последующим наблюдением».
Команда Фукуды уже работает над исследованиями NIRS для анализа таких расстройств, как панические и тревожные расстройства или посттравматический стресс.
Кстати, четкость результатов моих собственных тестов оставляла желать лучшего. Всего через пятнадцать минут, включая тесты и быстрый компьютерный анализ, Фукуда оценил мой профиль данных и поставил свой диагноз: нормально. Однако мое собственное более позднее сравнение данных с опубликованными типами образцов помещает меня где-то между нормальным и «биполярным». Чуть позже Фукуда сказал, что в моем профиле нормальный NIRS не будет отображаться как «нормальный», возможно, потому, что наблюдатели в комнате нарушили мою речь. Он также объяснил, что у определенного подмножества здоровых испытуемых обычно наблюдается мой паттерн в лобной доле; он пришел к такому выводу, оценив данные височной доли. В любом случае, я должен считать себя счастливчиком, каким бы ни был исход. © Природа
The Nature Publishing Group (NPG), как и Spektrum der Wissenschaft, является частью группы Holtzbrinck Springer Nature. Она редактор еженедельного научного журнала Nature.