Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Фронтональная дисморфология в биполярном расстройстве с помощью 3D-лазерной поверхностной визуализации и геометрической морфометрии: Сравнение с шизофренией

Frontonasal dysmorphology in bipolar disorder by 3D laser surface imaging and geometric morphometrics: Comparisons with schizophrenia
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2941027/

Умерший.

Любые отношения развития между биполярным расстройством и шизофренией порождают продолжающуюся дискуссию. Поскольку мозг и лицо возникают в эмбриологической близости, дисморфогенез мозга сопровождается лицевым дисморфогенезом. Трехмерная лазерная поверхностная визуализация была использована для захвата лицевой поверхности 13 мужчин и 14 женщин с биполярным расстройством по сравнению с 61 мужским и 75 женщинами-контролерами и 37 мужчин и 32 женщин с шизофренией. Поверхностные изображения были проанализированы с использованием геометрических морфометрий и трехмерных визуализаций для идентификации областей лицевой формы, которые отличают биполярных пациентов от контрольных и биполярных пациентов от пациентов с шизофренией. Как у мужчин, так и у женщин-биполярных пациентов отмечалась значительная лицевая дисморфология: общие для мужчин и женщин пациенты имели общее расширение лица, увеличенную ширину носа, сужение рта и смещение подбородка вверх; дисморфология различалась между мужчинами и женщинами для длины носа, толщины губ и высоты трагирования. Существовали несколько морфологических различий по сравнению с пациентами с шизофренией. Эта дисморфология фронтоназальных протуберанцев и связанных с ними областей лица в биполярном расстройстве больше похожа на ту, которая встречается при шизофрении, указывает на некоторый общий дисморфогенез. Биполярное расстройство и шизофрения могут отражать подобные оскорбления (ы), действующие в течение немного отличающихся временных рамок или немного отличающихся оскорблений (ов), действующих на аналогичный временной интервал.

Немногие дебаты в психиатрии имеют выносливость в отношении «крафелинской дихотомии»: шизофрения и биполярное расстройство (i) различные сущности с отдельными основными процессами болезни или (ii) положения по континууму патобиологии, характеризуемой измерениями психопатологии (Jablensky, 1999) , Maier et al., 2006; Ivleva et al., 2008; van Os and Kapur, 2009)? Эта проблема продолжает получать исследования на уровне эпидемиологии (Mortensen et al., 2003; Baldwin et al., 2005; Hippisley-Cox et al., 2007), молекулярная генетика (Moskvina et al., 2009; O’Donovan et (2009), неврологические признаки (Whitty et al., 2006), нейрофизиология (Thaker, 2008) и когнитивные дисфункции (Krabbendam et al., 2005; Schretlen et al., 2007; Hill et al., 2008).

В отношении истоков психоза многие теоретические исследования указывают на важную роль раннего нарушения мозгового развития (Waddington et al., 1999a, McGrath et al., 2003; Rapoport et al., 2005; van Os and Kapur, 2009). Однако понимание биологической основы этого процесса ограничено для шизофрении и еще слабее для биполярного расстройства (Dutta et al., 2007). В то время как недавние исследования сравнивали траектории развития шизофрении и биполярного расстройства, например, с точки зрения функционирования преморбида (Zammit et al., 2004; Tiihonen et al., 2005; Rietschel et al., 2009), эта задача будет индекс раннего нарушения развития, к которому можно было непосредственно обратиться к живым пациентам, чтобы активно информировать о характере лежащей в основе аномалии.

Слабые анатомические пороки развития областей тела, разделяющих эктодермальное происхождение мозга, называются незначительными физическими аномалиями и указывают на неблагоприятные события, действующие в течение первого или раннего второго триместра (Waldrop et al., 1968; Smith, 1988). Хотя они встречаются с постоянным избытком шизофрении (Waddington et al., 1999a, McNeil et al., 2000; Weinberg et al., 2007; Compton and Walker, 2009), они получили значительно менее систематическое исследование при биполярном расстройстве (Lloyd et al., 2007; Tenyi et al., 2009) и представляют собой неспецифический качественный показатель ранних биологических невзгод. Более резкие, отчетливые лицевые дисморфологии в нарушениях раннего развития головного мозга отражают эмбриологическую близость, с которой передний мозг и лицо развиваются в течение ранней эмбриональной жизни (Diewert et al., 1993; Kjaer, 1995; Waddington et al., 1999a, b; Schneider et al., 2001; Hennessy et al., 2004, 2005; Marcucio et al., 2005; Aoto et al., 2009). Хотя антропометрические исследования сами по себе (Lane et al., 1997; Hennessy et al., 2004) и другие (McGrath et al., 2002; Donovan-Lepore et al., 2006) показали тонкую лицевую дисморфологию при шизофрении, получать систематическое исследование при биполярном расстройстве.

Технологии 3D-оцифровки теперь позволяют записывать лицевые поверхности целиком, в то время как разработки в геометрической морфометрии теперь позволяют проводить трехмерный анализ, как визуальный, так и статистический, на этих поверхностях (Hennessy et al., 2002, 2005; Hammond et al., 2004, 2005 ). Поскольку биология развития морфогенеза лица значительно лучше понятна, чем морфогенез мозга, разрешение топографии лицевой дисморфологии при нарушениях раннего развития мозга может привести к усиленному пониманию дисморфогенеза мозга. Таким образом, недавно мы применили переносимую 3D-визуализацию поверхности и геометрическую морфометрию, чтобы идентифицировать в шизофрении топографию фронтоназальных и связанных с ними дисморфоз (Hennessy et al., 2007).

В этом отчете мы описываем применение этих трехмерных изображений лазерной поверхности и геометрических морфометрических методов для исследования лицевой дисморфологии у пациентов с биполярным расстройством и определения степени, в которой такая дисморфология аналогична или отличается от таковой у пациентов с шизофренией.

Утверждение для этого исследования было получено в Комитете по этике исследований Северо-восточного совета здравоохранения; каждый субъект дал письменное, информированное согласие на его / ее участие. Все процедуры были идентичны тем, которые были подробно описаны в нашем предыдущем исследовании по шизофрении (Hennessy et al, 2007). Таким образом, пациенты в возрасте до 65 лет были взяты у участников Службы психического здоровья Кавана-Монагана, которая применяет модель ухода за детьми на дому. Каждый критерий DSM-IV (American Psychiatric Association, 1994) для биполярного расстройства с или без психотических особенностей и с исключением шизоаффективного расстройства на основе клинического опроса и обзора случаев болезни, как описано ранее (Scully et al., 2004; Baldwin et al., 2005); пациенты получали традиционное лечение стабилизаторами настроения, дополняли при необходимости антипсихотическими и антидепрессантами. Контрольные предметы в возрасте до 65 лет были взяты из индивидуальных и общинных добровольцев в Каване-Монагане; на полуструктурированном интервью с одним и тем же психиатром, который оценивал пациентов, лица, дающие персональную или семейную историю психотического заболевания или самоубийства у родственника первой степени, были исключены. Для обеспечения этнической однородности все субъекты, их родители и бабушки и дедушки возникли и родились в Ирландии [Ирландия или Северная Ирландия], Шотландия, Уэльс или Англия; все были белыми. Субъекты подвергались сомнению в отношении любой черепно-лицевой травмы или операции, и лица, сообщившие о таких событиях, были исключены. Было 13 мужчин с биполярным расстройством [средний возраст 45,0 (SD 14,3), диапазон 22-63 года], 61 мужчина контрольный возраст [средний возраст 40,7 (SD 10,7), диапазон 23-64 лет], 14 женщин с биполярным расстройством [ средний возраст 44,7 (SD 16,3), диапазон 17-65 лет] и 75 женщин-контролей [средний возраст 38,0 (SD 9,7), диапазон 20-58 лет]; не было никаких различий в контроле над пациентом для любого пола (P> 0,05 для всех сравнений).

Сравнения с шизофренией затрагивали темы нашего недавнего исследования (Hennessy et al., 2007). Было 37 мужчин с шизофренией [средний возраст 46,5 (SD 12,4), диапазон 23-64 лет], 58 мужчин-контролей [средний возраст 42,7 (SD 9,7), диапазон 23-64 года], 32 женщины с шизофренией [средний возраст 49,4 (SD 10,3), диапазон 24-64 лет] и 34 женских контроля [средний возраст 45,8 (SD 7,5), диапазон 24-58 лет]. Пациенты с биполярным расстройством и шизофренией вместе с контрольными субъектами были набраны и оценены одинаковым образом, в тесном временном соприкосновении, теми же исследователями в ходе общего протокола исследования; контрольные субъекты, введенные в сравнение с биполярными пациентами, накладываются на те, которые вступают в сравнение с пациентами с шизофренией, дополняются дополнительными средствами контроля.

Лицевые поверхности были записаны с помощью переносного ручного лазерного сканера Polhemus FastScan (Hennessy et al., 2002, 2005). Типичная поверхность, состоящая из ~ 80 000 точек, была показана ранее подробно (Hennessy et al., 2007; см. Вставку к рис.1).

В общих чертах аналитический подход заключался в следующем: (i) вручную идентифицировать стандартный набор из 24 3D-ориентиров на лицевой поверхности; (ii) определить гораздо больший набор из 1694 ориентиров по всей лицевой поверхности с использованием автоматизированного алгоритма; (iii) применять геометрическую морфометрию для количественной оценки и анализа различий в размере и форме лица между группами; (iv) визуализировать результаты полученных статистических моделей для извлечения биологического значения. Следует подчеркнуть, что форма объекта представляет собой комбинацию размера и формы, которые представляют собой различные конструкции (Hennessy and Moss, 2001; Hennessy et al., 2005): мяч для гольфа и футбольный мяч имеют одинаковую форму, но разные размеры; баллон, заполненный фиксированным количеством воды, имеет постоянный размер, который можно манипулировать в разных формах. Кроме того, полы по-разному различаются по размеру и форме лица (Hennessy et al., 2002; Evison et al., 2010), поэтому мужчины и женщины подвергались анализу отдельно.

Процедуры идентификации 24 обычных трехмерных ориентиров (Фаркас, 1994) на этих поверхностях были описаны выше (Hennessy et al., 2004, 2005, 2007, см. Вставку к рис.1) и проводились одним исследователем, слепым к диагностическая категория.

Процедуры для указания псевдо-ориентиров (т. интерполированные ориентиры] по всей лицевой поверхности были подробно описаны ранее (Hennessy et al., 2005, 2007). В схеме это включает: 1) установку каждой лицевой поверхности высокого разрешения на шаблон с низким разрешением с помощью тонких пластинчатых сплайнов и 26 контрольных точек — 24 ориентира, описанных ниже, и дополнительную пару для повышения точности; 2) размещение точки совпадения на поверхности с высоким разрешением для каждой точки шаблона. На этой основе было выбрано 1694 псевдо-ориентиров, распределенных по всей лицевой поверхности, чтобы обеспечить достаточное разрешение для визуализации черт лица.

Поля шаблона с низким разрешением устанавливаются на более низкую поверхность лица, чем изображения с высоким разрешением (Hennessy et al., 2005). Первоначальная визуализация всех моделей дискриминации [см. Ниже] тщательно проверяется, чтобы убедиться, что их поведение на этих полях является анатомически правдоподобным. В случае женской биполярно-контрольной модели дискриминации поверхность на верхнем крае лба наблюдалась сгибанием анатомически аномальным образом; это показало, что некоторые лицевые сканиро- вания в женской биполярной группе не достаточно вытянуты на лоб. Поэтому шаблон с низким разрешением был отредактирован для уменьшения границы лица, данные были повторно проанализированы во всех группах и не было обнаружено такого аномального поведения. Таким образом, для проведения достоверных сравнений между пациентами с биполярным расстройством и с шизофренией, наши предыдущие анализы с участием группы шизофрении (Hennessy et al., 2007) были повторены здесь после того же редактирования.

Как описано ранее (Hennessy et al., 2004, 2005, 2007), лицевая форма и размер анализировались отдельно, путем масштабирования исходных наборов ориентиров до размера единицы измерения, измеряемого по величине центра тяжести, который количественно определяет дисперсию конфигурации знака, установленного как квадратный корень из суммы квадратов евклидовых расстояний ориентиров от их центра (Dryden and Mardia, 1998).

Ковариация лицевой формы с диагностической категорией анализировалась с использованием геометрической морфометрии, которая позволяет визуально оценивать ковариацию формы и визуально визуализировать (Hennessy et al., 2004, 2005, 2007). В схеме наборы масштабированных координат ориентиров были согласованы с алгоритмом регистрации (обобщенный анализ прокрустов), который имеет соответствующие статистические свойства (Rohlf, 1999). Преобразованные остатки ориентиров были проанализированы с помощью анализа основного компонента [ПК] для вычисления основных элементов изменчивости формы в образце и ПК с собственными значениями, превышающими среднее значение, для тестирования были выбраны стандартный критерий отбора (Mardia et al., 1979) и моделирование; это позволяет снимать большую часть дисперсии формы на небольшом количестве ПК, что особенно выгодно для псевдо-ориентированных наборов, чье пространство формы имеет большую размерность (Hammond et al., 2004).

Только для 24 ориентиров, общая разность форм между группами и связанными условиями взаимодействия была проанализирована с использованием Procrustes ANOVA, как описано ранее (Klingenberg and McIntyre, 1998; Hennessy et al., 2004, 2005, 2007); сопоставимые методы анализа лицевых поверхностей еще не разработаны. Последующие анализы касаются анатомической основы различий в форме и дискриминации.

Вначале был применен тест Гудалла, тест общей разности форм между двумя группами (Rohlf, 2000); этот анализ объединяет все аспекты лицевой формы, оцениваемые как дисморфические, так и недиморфные, в единую метрику и определяет, существует ли общая разница между группами. Затем был применен тест T2 Hotell, параметрический многовариантный тест общей дискриминации по группам (Hennessy et al., 2005, 2007); этот анализ аналогичным образом объединяет все аспекты лицевой формы, оцениваемые как дисморфические, так и недиморфные, в единую метрику и решает, могут ли группы быть подвергнуты дискриминации, даже если общая разница в форме между ними мала. Затем была выполнена логистическая регрессия с диагностической категорией как зависимая переменная и ПК в качестве независимых переменных, чтобы установить, какой индивидуальный аспект (ы) формы лица различают по диагнозу; могут быть созданы как полные модели регрессии [включая несущественные ПК], так и регрессионные модели регрессии [включая только индивидуально значимые ПК], причем значения R2 вычисляются с использованием метода обычных наименьших квадратов. Как и в наших предыдущих докладах (Hennessy et al., 2004, 2005, 2007), анатомические интерпретации основаны на моделях регрессионной регрессии, причем ПК включаются, если они индивидуально значимы при P <0,1. Все анализы проводились отдельно для мужчин и женщин.

Модели регрессии были визуализированы многовариантной регрессией ПК с значительными формами на предсказанные значения для диагностической переменной (Klingenberg and Monteiro, 2005). Β-коэффициенты модели, которые имеют единицы формы / диагноза, визуализировались путем добавления соответствующих взвешенных собственных векторов к среднему значению Прокруста (O’Higgins, 2000), позволяя определить среднюю грань вдоль оси дискриминации пациента. Морфинг отображается динамически, с несколькими видами для визуализации анатомии, лежащей в основе изменения статистической формы.

Кроме того, числовая информация для лицевой поверхности кодируется цветом для понимания (Hennessy et al., 2005, 2007): (a) изменение площади поверхности вектора кодируется как красное [расширенное] или синее [сжатое]; (b) направление смещения поверхности кодируется красным [наклон наружу] или синим [наклон внутрь]; (c) длина вектора смещения в любом направлении кодируется как оттенки красного [более темные оттенки кода, имеющие большую длину вектора).

Используя набор из 24 биологически гомологичных ориентиров, не было различий в величине центроида между биполярными пациентами и контрольной группой, как для мужчин, так и для женщин.

Procrustes ANOVA показало, что общая форма лица различается между биполярными пациентами и контролем [эффект диагностики, P <0,001] и, как ожидалось, между мужчинами и женщинами [эффект секса, P <0,001]. Отсутствие какого-либо диагноза × полового взаимодействия [P = 0,6] показало, что разница в общей форме лица между биполярными пациентами и контрольной группой была в целом одинаковой у мужчин и женщин.

Среди мужчин были отобраны 14 ПК с описанием 87,2% от общей дисперсии формы. Тест Goodall на общую разницу в форме был значительным [P <0,05], а тест Холлинга на общую формульную дискриминацию был незначительным [P = 0,2]. Модель рецессионной регрессии [R2 = 18%] указала на отдельные персональные компьютеры, чтобы отличить мужчин-биполярных пациентов от контролей: PC3: β = 238,3, SEβ = 125,9, P = 0,06; PC4: β = - 394,2, SEβ = 207,5, P = 0,06; PC5: β = 434,8, SEβ = 189,7, P = 0,02. Эта регрессионная модель визуализируется на рисунке 1а, где показаны средние ориентиры мужского пола вместе с их местоположениями вдоль оси дискриминации биполярного контроля пациента, которые преувеличивают признаки «пациентности», то есть разницу пациента от среднего значения выборки, в 5 раз, чтобы сделать их видимыми. Основными особенностями, которые отличают мужчин-биполярных пациентов от контроля, были: нос отклонен и удлинен; рот узкий; подбородок установлен назад и поднят; лицо шире на трагию.

Среди женщин были отобраны 14 ПК с описанием 86,6% общей дисперсии формы. И тест Гудалла [P = 0,08], и тест Хотеллинга [P = 0,07] были маргинальными. Модель рецессионной регрессии [R2 = 22%] указала на отдельные персональные компьютеры, чтобы независимо различать женщин-биполярных пациентов от контролей: PC1: β = — 217,8, SEβ = 108,0, P = 0,04; PC5: β = — 474,0, SEβ = 214,7, P = 0,03; PC6: β = — 483,1, SEβ = 227,4, P = 0,03; PC8: β = — 478,1, SEβ = 241,8, P = 0,05. Эта модель регрессии визуализируется на фиг.1b так же, как описано выше для мужчин. Основными особенностями, которые отличают женщин-биполярных пациентов от контроля, были: нос поднят, шире у основания и короче; углы рта установлены с уменьшенной шириной рта; подбородок устанавливается выше и вперед; глаза уже; лицо шире при трагировании и удлиняется вдоль передней-задней оси.

Размер центроида не различался между мужскими биполярными пациентами [2645,5 (SD 91,7) мм] и мужскими органами управления [2656,2 (SD 80,6) мм; — 0,40%, P = 0,7], но было незначительно больше у женщин-биполярных пациентов [2484,3 (SD 61,3) мм], чем у женщин-контролей [2443,3 (SD 74,7) мм; + 1,7%, P = 0,06]. Все последующие анализы формы не зависят от размера центра тяжести.

Среди мужчин были отобраны 12 ПК с описанием 84,7% от общей дисперсии формы. Тест Гудолла был незначительным [P = 0,3], в то время как тест Хотеллинга был маргинальным [P = 0,1]. Модель регрессионной регрессии [R2 = 14%] указала на отдельные персональные компьютеры, чтобы отличить мужчин-биполярных пациентов от контролей: PC5: β = — 4316,1, SEβ = 2177,0, P = 0,05; PC6: β = 5021,1, SEβ = 2528,0, P = 0,05; PC8: β = 5972,1, SEβ = 2958,3, P = 0,04. Эта регрессионная модель визуализируется на фиг.2а, где показана средняя мужская грань вместе с лицевой поверхностью в положениях вдоль биполярной дискриминирующей оси пациента, которая преувеличивает признаки «пациентности» и «контроля» от среднего значения выборки коэффициент приблизительно 5, чтобы сделать их видимыми. На фиг.3а средняя грань кодируется цветом, чтобы выделить топографически те геометрические признаки, которые отличают мужчин-биполярных пациентов от мужских контролей.

В общем, мужское биполярное лицо пациента имеет широкую широкую сторону, удлиненное передне-заднее, а рот установлен сзади. Рассматривается более подробно, мужское биполярное лицо пациента имеет следующие особенности: нос отклонен, удлинен и узкий; рот узкий и установлен сзади; подбородок устанавливается вперед; нижняя челюсть широкая; щеки смещены внутрь; глаза уже; лицо шире на трагию. Эти поверхностные данные разрабатывают те, которые основаны на знаковых данных.

Среди женщин были отобраны 14 ПК с описанием 87,1% от общей дисперсии формы. Тест Гудолла был незначительным [P = 0,3], в то время как тест Хотеллинга был маргинальным [P = 0,1]. Модель регрессионной регрессии [R2 = 8%] указала на отдельные персональные компьютеры, чтобы отличать женщин-биполярных пациентов от контроля: PC8: β = — 3810,3, SEβ = 2506,5, P = 0,1; PC12: β = 7770,7, SEβ = 3643,0, P = 0,03. Эта регрессионная модель визуализируется на фиг.2b так же, как описано выше для мужчин. На фиг.3b средняя грань кодируется цветом, чтобы выделить топографически те геометрические признаки, которые отличают женские биполярные пациенты от женских контролей.

В общем, женское лицо биполярного пациента имеет вертикальное короткое, широкое поперечное и рот установлен спереди. Считается более подробно, женское лицо биполярного пациента имеет следующие особенности: нос поднят, шире у основания, короче с утопленным носовым мостом; рот шире и выдвинут вперед, с более тонкими губами; подбородок устанавливается выше и вперед; нижняя челюсть смещена вверх; щеки смещены наружу; глаза уже; лицо шире на трагию. Эти поверхностные данные разрабатывают те, которые основаны на знаковых данных.

Повторяя наш первоначальный анализ группы шизофрении (Hennessy et al., 2007), следуя тому же редактированию шаблонов, примененному здесь к биполярной группе [см. Раздел 2. Материалы и методы], модели рецессионной регрессии были по существу неизменными.

Используя набор из 24 биологически гомологичных ориентиров, не было различий в величине центроида между пациентами с биполярным расстройством и с шизофренией, как для мужчин, так и для женщин.

Procrustes ANOVA показало, что общая форма лица не различается между биполярными и шизофреническими пациентами [нет эффекта диагноза, P = 0,9], но, как и ожидалось, отличается между мужчинами и женщинами [эффект пола, P <0,001; нет диагноза × половое взаимодействие, P = 0,4].

Среди мужчин было отобрано 10 ПК с описанием 83,2% от общей дисперсии формы. Ни тест Гудалла [P = 0,6], ни тест Хотеллинга [P = 0,7] не были значительными. Модель рецессионной регрессии [R2 = 7%] указала только один ПК как предельный предиктор: PC5: β = — 347,9, SEβ = 191,5, P = 0,07; таким образом, модель регрессии не визуализируется.

Среди женщин были отобраны 13 ПК, описывающих 89,4% общей дисперсии формы. Ни тест Гудалла [P = 0,7], ни тест Хотеллинга [P = 0.2] были значительными. Модель рецессионной регрессии [R2 = 9%] указала только один ПК как предельный предиктор: PC8: β = 476,2, SEβ = 240,2, P = 0,05; таким образом, модель регрессии не визуализируется.

Размер центроида существенно не различался между мужскими биполярными пациентами [2645,5 (SD 91,7) мм] и пациентами с шизофренией у мужчин [2661,4 (SD 99,0) мм; — 0,6%, P = 0,6] или между женщинами-биполярными пациентами [2484,3 (SD 61,3) мм] и женщинами-шизофренией [2507,8 (SD 99,5) мм; — 0,9%, P = 0,4]. Все последующие анализы формы не зависят от размера центра тяжести.

Среди мужчин были отобраны 10 ПК с описанием 82,8% от общей дисперсии формы. Ни тест Гудалла [P = 0,7], ни тест Хотеллинга [P = 0,8] не были значительными. Ни один ПК не вступил в рецессионную модель регрессии; таким образом, модель регрессии не визуализируется.

Среди женщин были отобраны 9 ПК с описанием 82,3% общей дисперсии формы. Ни тест Гудалла [P = 0,6], ни тест Хотеллинга [P = 0,7] не были значительными. Модель рецессионной регрессии [R2 = 7%] указала только один ПК как предельный предиктор: PC8: β = — 5163,3, SEβ = 2757,7, P = 0,06; таким образом, модель регрессии не визуализируется.

В этом исследовании применяется трехмерная лазерная визуализация поверхности и геометрическая морфометрия, чтобы в первый раз выявить, количественно и визуализировать тонкие дисморфозы лица в биполярном расстройстве и систематически сравнить их с теми, которые проявляются при шизофрении.

Что касается размера лица, небольшое увеличение (+ 1,7%) было обнаружено у женщин, но не у мужчин (- 0,4%) биполярных пациентов на всей лицевой поверхности; никакой разницы не было найдено с использованием анализа наземных ориентиров. Эти результаты аналогичны тем, о которых мы сообщали ранее при шизофрении (+ 1,8% у женщин и + 0,03% у мужчин на всей лицевой поверхности, Hennessy et al., 2007) и могут быть связаны с расширением задней черепной базы , как будет рассмотрено ниже.

Что касается формы лица, в то время как анализ на всей поверхности лица с точки зрения псевдо-ориентиров, разработанный на основе ориентиров, дисморфология оказалась более надежной, используя анализ наземных ориентиров. Вся лицевая поверхность, вероятно, будет включать как дисморфные, так и недиморфические области, в то время как набор ориентиров лица включает более ограниченные, в первую очередь, области фронта, которые, по-видимому, являются особым фокусом дисморфологии при биполярном расстройстве [и при шизофрении (см. Hennessy et al. , 2007)]. Кроме того, ориентиры регистрируют места анатомических точек на лицевой поверхности, которые определяются как мягкими тканями, так и подстилающим хрящем или костью, в то время как псевдо-ориентиры на всей поверхности лица регистрируют прежде всего мягкую ткань. Хотя в дисморфологии могут быть небольшие различия в сравнении наземных и наземных анализов, например, по отношению к некоторым аспектам рта, эти аналитические подходы сравнивают анатомическую специфичность с широтой захвата, и важно отметить общую конвергенцию между их.

Что касается разницы в общей форме на Procrustes ANOVA, как у мужчин, так и у женщин, биполярные пациенты свидетельствуют о дисморфологии, степень которой не различалась между полами. Что касается различий в топографической форме при трехмерном регрессионном анализе, дисморфология, разделяемая биполярными пациентами мужского и женского пола, в частности, по ориентировочному анализу, может быть суммирована следующим образом: общее расширение лица; увеличенная ширина носа; сужение рта; восходящее смещение подбородка. Общие области дисморфологии, свидетельствующие о сексуально диморфных аспектах, можно резюмировать следующим образом: длина носа у мужчин выше, но короче у женщин; губы густые у пациентов мужского пола, но тонкие у женщин; трагиоз смещается вниз и вперед у пациентов мужского пола, но вверх и назад у женщин-пациентов.

Мы не смогли идентифицировать какие-либо существенные различия в общей морфологии между пациентами с биполярным расстройством и с шизофренией, используя либо ориентировочные, либо цельные анализы на лицевой поверхности. Среди мужчин трехмерная топография дисморфологии при биполярном расстройстве (см. Рисунок 2 здесь) по сравнению с шизофренией (см. Рисунок 2 в нашей предыдущей публикации (Hennessy et al., 2007)] показала больше сходства, чем различия в этих диагностических групп. Дисморфология у мужчин с биполярным расстройством и шизофренией схожа с точки зрения общего расширения и вертикального укорочения лица, опущенного носа и рта суженного и отложенного назад; по-видимому, были некоторые незначительные различия в отношении щеки, которые смещены внутрь при биполярном расстройстве, но наружу при шизофрении, подбородке, который смещен вперед в биполярном расстройстве, но назад при шизофрении и челюстях, которые широки при биполярном расстройстве, но узком в шизофрении , Среди женщин эти же цифры показывают, что дисморфология в биполярном расстройстве и шизофрении сходна с точки зрения общего расширения и вертикального укорочения лица, смещения наружу щеки, смещения и подгонки под углом вверх и вверх по подбородку; по-видимому, были некоторые незначительные различия во рту, подбородке и кончике носа, которые смещены вперед в биполярном расстройстве, но назад при шизофрении.

Прежде чем эти выводы могут быть истолкованы биологически, необходимо рассмотреть методологические проблемы. Как обсуждалось ранее подробно (Hennessy et al., 2007), пациенты и контрольные группы были хорошо сопоставлены по возрасту и полу и были взяты из одного и того же сельского региона с существенной этнической и социально-экономической однородностью (Scully et al., 2004; Baldwin et al. , 2005 год); Таким образом, демографические, этические и социально-экономические факторы вряд ли будут заметными. Служба психического здоровья Cavan-Monaghan предоставляет услуги по уходу за острой болезнью в качестве альтернативы госпитализации, а также амбулаторные клиники, дневные стационары и услуги дневного центра (Baldwin et al., 2005); таким образом, нозокомиальные факторы вряд ли будут действовать. В то время как число пациентов с биполярным расстройством меньше, чем при шизофрении, это компенсируется большой популяцией хорошо подобранных контрольных субъектов, взятых из индивидуальных и общественных групп добровольцев в той же зоне водосбора. Тем не менее, хотя мы можем обнаружить различия между биполярными пациентами и контролем, мы не можем исключить, что снижение статистической мощности могло способствовать неспособности выявить более заметные различия между биполярными пациентами и пациентами с шизофренией.

Другим фактором, который следует учитывать, является предполагаемое влияние на лицевую форму потери веса из-за плохого самопомощи или увеличения веса, связанного с антипсихотическими средствами или стабилизаторами настроения (van Os and Kapur, 2009). Такое смешение маловероятно по нескольким причинам: (i) изменение веса, как ожидается, повлияет прежде всего на размер лица, но это было минимально изменено у женщин, а не у мужчин; (ii) различия в форме лица были топографически специфическими, причем некоторые регионы расширялись, но другие сокращались, что не соответствовало какому-либо общему влиянию веса; (iii) ожидается, что 24 ориентировочный анализ будет значительно менее чувствительным к такому смешению, но это свидетельствует об общем эффекте диагностики, сопоставимом, хотя и менее подробному, чем анализы на основе «всего лица». Чтобы дополнительно исключить такой артефакт, мы проанализировали у самок подмножество лица, которое исключило те верхнечелюстные и нижнечелюстные области [т.е. «Щеки и челюсти»], чья форма, как можно ожидать, особенно отражает изменение веса; при исключении этих регионов были перенесены различия в контроле над пациентом. Однако, поскольку данные индекса массы тела не были доступны в этом исследовании, будущие исследования должны включать эту переменную в анализы.

Кроме того, исследования изображений мозга могут зависеть от связанных с возрастом явлений, таких как атрофия головного мозга. В настоящих трехмерных исследованиях черепно-лицевой поверхности сопоставительные группы были хорошо подобраны по возрасту. Размер лица увеличивается в детстве, чтобы достигнуть зрелых значений к середине подросткового возраста, с незначительными вариациями после этого; общая форма лица определяется значительно раньше, и только один из множества компонентов лицевой формы продолжает развиваться, но достигает плато поздними подростками (Hennessy and Moss, 2001; Evison et al., 2010).

С учетом этих оговорок мы сообщаем, что пациенты с биполярным расстройством характеризуются дисморфологией фронтонального и смежного лицевых областей. Ранее мы рассмотрели в экстенсио (Hennessy et al., 2007), в основном, средний процесс нормального развития передней поверхности и роста мозга, сужение передней области среднего лица, формирование первичного неба, диссоциацию ширины черепа от передней лицевой и церебральной изменений , и более быстрый передний рост лица, чем головного мозга (Waddington et al., 1999a, b; Diewert and Lozanoff, 1993a, b; Diewert et al., 1993; Cohen et al., 1993; Lieberman et al. 2000a, b), мы находим здесь нарушение в биполярном расстройстве. Эта дисморфология в биполярном расстройстве больше похожа на ту, что была обнаружена при шизофрении с использованием идентичных методов (Hennessy et al., 2007) подразумевает некоторую общую патобиологию дисморфогенеза. Эти фронтоназальные и смежные области лица связаны эмбриологически с передним мозгом и передними центральными мозговыми областями и функционируют как единая единица развития в терминах доменов экспрессии трехмерных генов (Diewert and Lozanoff, 1993a, b; Diewert et al., 1993; Schneider et al. , 2001; Marcucio et al., 2005; Kjaer, 1995; Echevarria et al., 2005; Tapadia et al., 2005; Aoto et al., 2009). Дисморфологи, характеризующие биполярное расстройство и шизофрению, участвуют в событиях, особенно в течение периода времени, который имеет экстремальные пределы гестационных недель с 6 по 19, но предлагает общий знаменатель недель с 9/10 по 14/15 беременности (Waddington et al., 1999a) , b; Diewert and Lozanoff, 1993a, b; Diewert et al., 1993; Cohen et al., 1993; Bayer and Altman, 2005; Hennessy et al., 2007).

Кроме того, эти дисморфозы лица, характеризующие биполярное расстройство и шизофрению, схожи, но не идентичны, согласуются с доказательствами того, что пациенты с биполярным расстройством и шизофренией проявляют сходные, но не идентичные аномалии с точки зрения структурной патологии мозга (McDonald et al., 2005; Maier et al. ., 2006; Arnone et al., 2009; Fornito et al., 2009) и когнитивной дисфункции (Krabbendam et al., 2005; Schretlen et al., 2007; Hill et al., 2008). Задача для будущих исследований будет заключаться в уточнении конкретных отношений с другими психотическими диагнозами, такими как шизоаффективное расстройство, с непсихотическими диагнозами, такими как основное депрессивное расстройство, с затронутыми и незатронутыми родственниками первой степени, а также с психопатологией, когнитивными нарушениями, неврологическими признаками и структурной патологии мозга.

Было высказано предположение (Murray et al., 2004; van Os and Kapur, 2009), что биполярное расстройство и шизофрения отражают общую генетическую предрасположенность к психозу, но что дополнительные гены и / или ранние оскорбления, приводящие к большему развитию нервно-психических расстройств, приводят к шизофрения, а не биполярный фенотип, возможно, в половой диморфной форме. Хотя наши результаты дают частичную поддержку этому предложению, такая близость в эмбриологических отношениях между лицом и мозгом повышает возможность варианта: биполярное расстройство и шизофрения могут отражать (i) сходные оскорбления (ы), действующие на несколько отличающиеся временные рамки ( ii) немного отличающиеся оскорбления (ов), действующие на аналогичный временной интервал, или (iii) некоторая их комбинация.

В то время как настоящие выводы сообщают, но сами по себе не могут решить головоломку «крафелинской дихотомии» (см. Раздел 1. Введение, Jablensky, 1999; Maier et al., 2006; Ivleva et al., 2008; Fischer and Carpenter, 2009) , они показывают, что эти две диагностические категории характеризуются некоторой общей фронтональной дисморфологией и, предположительно, некоторым распространенным процессом церебрально-лицевого дисморфогенеза. Раннее развитие возмущения в биполярном расстройстве и его патобиологическая связь с шизофренией могут быть освещены благодаря более глубокому пониманию генетической и эпигенетической регуляции морфогенеза срединной линии фонового тонуса и клинических коррелятов дисморфологии.

Эта работа была поддержана Институтом медицинских исследований Стэнли, The Wellcome Trust [086901 / Z / 08 / Z], Национальной платформой по биофотонике и визуализации Ирландии, финансируемой Программой ирландского правительства по исследованиям в учреждениях третьего уровня, Цикл 4, Национальный план развития 2007-2013 годы, а также служба охраны психического здоровья Кавана-Монагана. Эти учреждения не имели никакой дополнительной роли в разработке, сборе, анализе и интерпретации данных или в решении представить документ для публикации.

Робин Хеннесси и Джон Уоддингтон разработали исследование. Патриция Болдуин и Дэвид Браун установили, оценили и отсканировали пациентов и контроль. Данные проанализировали Робин Хеннесси и Энтони Кинселла. Робин Хеннесси и Джон Уоддингтон подготовили первый черновик рукописи. Все авторы внесли свой вклад и одобрили окончательную рукопись и приняли участие в решении подать заявку на публикацию.

Все авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

О смерти д-ра Робин Дж. Хеннесси мы посвящаем эту статью своей жизни и работе; пусть он покоится с миром. Авторы благодарят профессора Питера Хэммонда, Лондонский университет, Великобританию, и доктора Кристиана Клингенберга, Манчестерский университет Великобритании, за полезные обсуждения, и доктор Винсент Рассел, клинический директор, и сотрудники службы психического здоровья Кавана-Монагана.

Визуализация регрессионных моделей для анализа наземных ориентиров лица отдельно для (A) мужчин и (B) женщин-биполярных пациентов против контролей в (верхнем левом) корональном (верхнем правом) сагиттальном и (нижнем) осевых плоскостях. Прокрусты означают координаты лицевых ориентиров для объединенного образца предметов для каждого пола, соединенных пунктирными черными линиями; биполярные координаты (координаты гипотетического биполярного пациента этого пола, лежащие вдоль оси дискриминации биполярного контроля) соединяются красными линиями, которые преувеличивают признаки «терпеливости», то есть разницу между пациентом от среднего значения выборки, фактор приблизительно 5, чтобы сделать их видимыми. Правая вставка: типичное изображение поверхности лазера (см. Hennessy et al., 2007), показывающее двадцать шесть 3D-ориентиров. Заполненные кружки: 24 ориентира, используемые в ориентировочном анализе. Открытые круги с крестами: 2 ориентира используются, помимо 24 ориентиров, для расчета псевдо-ориентиров. Ориентиры: a, настой мягких тканей; б, пронасале; c, sublabiale; d, pogonion; e / f, внутренний кантус; г / ч, внешний кант; i / j, alar crest; k, subnasale; л / м, алар; n / o, контрольная точка Columella; p / q, christa philtrum; r, labiale superius; s, labiale inferius; т, стоматизация; u / v, cheilion; ш / х, трагиоз; y / z, otobasion inferius.

Визуализация регрессионных моделей для анализа лицевой поверхности отдельно для (A) мужчин и (B) женщин-биполярных пациентов против контролей. Показана средняя форма прокрустов, смещенная одинаково в каждом направлении вдоль оси дискриминации биполярного управления. Положение смещения от средней лицевой формы (средняя колонка) преувеличено примерно в 5 раз. Это эквивалентно больному (левая колонка) — диморфизм (правый столбец), преувеличенный примерно в 10 раз.

Визуализация векторов перемещения для каждой точки на поверхности отдельно для (A) мужчин и (B) женщин-биполярных пациентов против контролей. Левая колонка: изменение площади поверхности, закодированное как красное [расширенное в биполярном беспорядке относительно контролей] или синее (сжимается при биполярном расстройстве относительно контролей); данные кодируются как 33% процентилей, причем более темные цвета обозначают верхние процентили. Центральная колонка: изменение угла вектора смещения на поверхность, нормальное, закодированное как красное [отклонение наружу в биполярном беспорядке относительно контролей] или синее [отклонение внутрь в биполярном расстройстве относительно контролей]; более темные цвета кодируют меньший угол к нормальному, т. е. вектор смещения, более перпендикулярный поверхности. Правая колонка: длина вектора перемещения, в любом направлении, закодирована как красная; более темные цветовые коды увеличивают длину вектора, то есть большую разницу между биполярным расстройством и контролем.

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *