인간 두뇌 Connectome 및 정신과

최근에는 복잡한 행동 및 정신 기능과 관련된 시스템을 식별하는 데 큰 진전이있었습니다. 우리는이 연구가 특정 뇌 시스템에서 발생하는 이상이 정신병 적 증상 및 장애의 원인이기 때문에 임상 정신과 관련 있다고 생각합니다. 이 포스트에서 우리는 먼저 기능적 뇌 시스템이 의미하는 바를 설명 할 것이고 일반적인 질병 인 알츠하이머 병이 "기본 네트워크"라고 불리는 뇌 시스템의 붕괴를 어떻게 일으키는 지 토론 할 것입니다.

국립 보건원 (NIH)은 최근에 "인간 두뇌 Connectome 프로젝트"라는 큰 연구 노력을 후원함으로써 기능적 뇌 시스템의 매핑을 최우선 과제로 삼았습니다.이 이니셔티브에서 과학자들은 어떻게하면 인간의 두뇌의 여러 영역이 함께 작동하여 특정 기능을 수행합니다. 즉,이 과학자들은 인간 두뇌의 기능적 연결성을 연구 할 것입니다.

그렇다면 기능적 연결이란 무엇입니까? 이것은 뇌의 여러 영역이 연결되어 인식, 감정, 동기 부여와 관련된 복잡한 처리, 소위 "정신 3 부작"을 비롯한 특정 기능을 수행하는 통합 시스템으로 함께 작동하는 방식입니다. 특정 기능적 뇌 시스템은 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)을 포함한 새로운 뇌 영상 기술의 개발에 크게 도움이되었습니다. fMRI는 특정 작업 동안뿐 아니라 휴식 중에 뇌 영역의 기능적 활동을 측정 할 수 있습니다. 기능적 연결 영상은 뇌 영역 간의 상관 관계 및 상호 의존성을 검사하여 특정 작업을 수행하기 위해 상호 작용합니다.

우리는 이미 인간의 두뇌가 "본질적인 연결 네트워크 (intrinsic connectivity networks)"라고 불리는 기능적 시스템으로 조직되어 있음을 알고 있습니다.이 "ICNs"은 인간이인지, 감정 및 동기 정보를 처리하는 데 도움을줍니다. 이러한 기능적 뇌 시스템 중 하나를 "기본 네트워크"라고합니다. 기본 네트워크는 특정 작업에주의를 기울이지 않는 시간대에 정보를 공유하고 공유하는 두뇌 영역 그룹으로 구성됩니다. 즉, 우리가 공상에 잠길 때 또는 휴식. 우리가 특정 업무에 능동적으로 참여하지 않는이시기에는 우리의 두뇌가 우리의 내부 상태를 평가하고, 추억을 처리하고, 미래의 노력을 고찰하는 데 열심히 일한다는 것이 밝혀졌습니다. 결과적으로 기본 네트워크는 우리가 "생각"하고 "계획"하는 데 도움이됩니다. 기본 시스템은 정보 처리에 중요하며 많은 양의 에너지를 사용합니다.

우리가주의를 기울여야하는 무언가가 발생하면, 두뇌는 기본 모드에서 벗어나주의를 조절하는 다른 두뇌 네트워크 (ICNs)를 활성화시킵니다. 뇌의 전두엽과 두정엽의 특정 영역은 조정 된 방식으로 활성화되어 우리가 새로운 과제에주의를 기울 이도록 도와줍니다. 사실 하나의 ICN은 우리의 관심을 바꾸는 데 도움이되며, 다른 ICN은 우리가 당면한 업무에 집중할 수있게 도와줍니다.

특정 업무에 전념 한 ICN의 특정 오작동을 정의함으로써 결국 신경 및 정신병이 이해 될 가능성이 높습니다. 예를 들어, 최근 연구에 따르면 기본 네트워크에 관련된 핵심 뇌 영역은 알츠하이머 병의 초기 파괴적인 변화를 나타내는 동일한 뇌 영역이며 기본 시스템의 연결성의 일부 변화는 임상 증상이 나타나기 전에 발생하는 것으로 나타났습니다. 왜? 추측이 많지만 실제로는 알 수 없습니다. 기본 시스템의 고 에너지 사용은 적어도 하나의 공헌 요소가 될 수 있습니다. 왜 새로운 치료법을 개발할 수 있는지 알아 내야합니다.

특정 ICN의 붕괴가 특정 질환에 관여하는 것으로 보이는 또 다른 흥미로운 예는 "행동 변이 전두 측두 성 치매"라고 불리는 희귀하지만 매혹적인 신경 정신병입니다.이 질병은 보통 중기 후반 (50 대 또는 60 대 초반)부터 시작됩니다. 초기 증상에는 현저하게 부적절한 사회적 행동이 포함됩니다. 예를 들어, 일반적으로 예약 된 개인은 식당에서 시끄럽고 당황스러운 이야기를하거나 식당 옆에있는 테이블에서 사람을 놀리는 것과 같이 점차적으로 드라마틱하고 괴리 된 행동을 전개 할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 연설, 기억 및 독립적 기능을 포함한 변화가 일어나고, 진행은 알츠하이머 병과 유사한 임상 상태로 진행됩니다.

최근의 연구에 따르면 행동 전두엽의 전 측두엽 치매는 "정서적 돌출 네트워크"라고 불리는 기능적 뇌 시스템에서 뇌 세포가 소실된다는 것을 암시합니다.이 ICN은 뇌의 변연계의 여러 영역을 포함합니다. 변연계는 감정 정보를 처리하는 데 관련되어 있습니다. 아마도이 감정적 인 돌출 시스템은 우리가 사회적 상호 작용에 적절하도록 도와주고 정보를 처리하는 방식에 감정적 구성 요소를 통합 할 수있게합니다. 왜이 시스템이이 드문 형태의 치매에서 고장 났는지는 여전히 수수께끼입니다.

기능적 뇌 시스템이 더 잘 특성화됨에 따라 연구자들은 정신 분열증, 양극성 장애자폐증과 같은 질병에서 어떤 시스템이 오작동 하는지를 조사 할 수 있어야합니다. 더 많이 배울수록 이러한 장애와 관련된 처리 결함을 정의하고 더 나은 치료법을 개발할 수있게 될 것입니다.

최근 뇌 시스템을 묘사하는 영상화 절차를 활용 한 정보의 폭발은 정신병 적 증상을 이해하고 심각한 질병을 앓고있는 사람들을 도울 수있는 우리의 능력에 추가되는 많은 흥미로운 접근법 중 하나입니다.

이 게시물은 Charles Zorumski, MD와 Eugene Rubin MD, PhD가 공동 작성했습니다. 우리 모두는 제약 산업이나 새로운 장치 개발에 관련된 산업과 금전적 이해 관계가 없습니다.