Изменения межсетевой функциональной связности головного мозга у пациентов с хронической инсомнией

Введение. Хроническая инсомния является одним из наиболее распространённых нарушений сна, встречаясь у 10–15% взрослого населения. Это состояние сопровождается снижением качества жизни, когнитивными расстройствами и повышением риска соматических заболеваний. Современные методы функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) позволяют исследовать особенности нейронной активности мозга в состоянии покоя и оценивать взаимодействие функциональных сетей, в том числе сенсомоторной (SMN), визуальной (VN) и фронтопариетальной (FPN). По данным зарубежных исследований, при хронической инсомнии отмечаются изменения внутрисетевой и межсетевой коннективности, включая ослабление интеграции фронтопариетальной сети. В отечественных работах подобные данные немногочисленны, а взаимосвязь показателей функциональной коннективности с объективными характеристиками сна по данным полисомнографии (ПСГ) изучена недостаточно.
Цель исследования: выделить основные функциональные сети покоя у пациентов с хронической инсомнией и оценить взаимосвязи между сетевой коннективностью и объективными параметрами сна.
Материалы и методы. В исследование включён 51 пациент с клинически подтверждённой хронической инсомнией и 34 здоровых добровольца, сопоставимых по полу и возрасту. Все пациенты обследованы на базе ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России. Полисомнография выполнялась на системе Embla N7000 (Natus, США) с использованием программы Somnologica Studio по стандартному протоколу. МРТ проводилась на томографе Magnetom Trio A Tim (Siemens) с индукцией магнитного поля 3,0 Тесла. Протокол включал структурную последовательность (T1-MPRAGE) и функциональную (EPI BOLD, resting-state). Предобработка данных включала коррекцию движения, временную синхронизацию, нормализацию и сглаживание. Независимый компонентный анализ (ICA) выполнялся с использованием пакетов SPM12, CONN Toolbox и DPABI. Статистическая обработка проводилась с применением двухвыборочных t-тестов и поправкой на множественные сравнения (FDR, p<0,05).
Результаты и обсуждение. По данным независимого компонентного анализа у пациентов с хронической инсомнией выявлены изменения функциональной организации сенсомоторной, визуальной и фронтопариетальной сетей. У лиц с нарушением структуры сна наблюдалось ослабление связности сенсомоторной сети с височными ассоциативными зонами, что отражает неполную деактивацию сенсорных контуров при засыпании. Ослабление взаимодействия визуальной сети с мозжечковыми и теменно-височными областями указывает на нарушение сенсорного торможения и избыточную активность зрительных контуров. У пациентов с ухудшением качества сна и увеличением латентности засыпания отмечено ослабление связности фронтопариетальной сети с лобными и теменно-височными областями, что свидетельствует о дисфункции механизмов когнитивного торможения. Полученные данные подтверждают концепцию гипервозбуждения при хронической инсомнии, характеризующуюся сохранением активности исполнительных и сенсорных систем даже в состоянии покоя.
Заключение. У пациентов с хронической инсомнией выявлены изменения функциональной организации сенсомоторной, визуальной и фронтопариетальной сетей, проявляющиеся снижением их связности с ассоциативными и исполнительными областями мозга. Эти изменения отражают нарушение процессов сенсорной и когнитивной деактивации, необходимых для перехода ко сну, и соответствуют концепции гипервозбуждения при инсомнии. Полученные результаты позволяют уточнять нейрофизиологические механизмы расстройств сна и могут быть использованы для поиска объективных МРТ-маркеров нарушений регуляции цикла сон–бодрствование.

1. Жулев Ю. В., Кулаков С. А., Романенко А. А. Распространенность и структура нарушений сна у взрослого населения России // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. – 2023. – Т. 123, № 6. – С. 62–69.

2. Kay D. B., Buysse D. J., Germain A. Evidence for sleep- and wake-related neural activity in insomnia: a meta-analysis of neuroimaging studies // Sleep. – 2016. – Vol. 39, No. 7. – P. 1403–1418.

3. Riemann D., Krone L. B., Wulff K., Nissen C. Sleep, insomnia, and depression // Neuropsychopharmacology. – 2017. – Vol. 42, No. 1. – P. 21–37.

4. Raichle M. E. The brain’s default mode network // Annu Rev Neurosci. – 2015. – Vol. 38. – P. 433–447.

5. Holub F., Korshoj A. R., Ettrup A. et al. Associations between insomnia symptoms and functional connectivity of the default mode network // J Sleep Res. – 2023. – Vol. 32, No. 6. – e13790.

6. Zheng H., Yu R., Huang X. et al. Altered functional connectivity of the default mode and frontoparietal networks in middle-aged adults with insomnia // Hum Brain Mapp. – 2023. – Vol. 44, No. 8. – P. 2941–2954.

7. Сергеев А. В., Трушина Л. И., Поляков А. В. и др. Изменения функциональной коннективности при нарушениях сна // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. – 2022. – Т. 122, № 11. – С. 72–78.

8. Zuo X.-N., Di Martino A., Kelly C., Shehzad Z.-E. et al. Cerebral functional networks during sleep in young and older adults // Sci Rep. – 2021. – Vol. 11. – Article ID 2307.

9. Liu C.-H., Liu C.-Z., Zhu X.-Q. et al. Increased posterior insula-sensorimotor connectivity is associated with cognitive function in healthy participants with sleep complaints // Front Hum Neurosci. – 2018. – Vol. 12. – Article 35.

10. Baglioni C., Battagliese G., Feige B. et al. Insomnia as a predictor of depression: a meta-analytic evaluation of longitudinal epidemiological studies // J Affect Disord. – 2016. – Vol. 186. – P. 10-19.

11. Li C., Dong M., Chen Y. et al. Altered functional connectivity of visual and somatosensory networks in patients with insomnia disorder // Front Neurosci. – 2022. – Vol. 16. – 867592.

12. Wang T., Yan J., Li S. et al. Reduced cerebellar functional connectivity with visual and sensorimotor networks in primary insomnia // Brain Imaging Behav. – 2020. – Vol. 14, No. 5. – P. 1613–1623.