В новом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Psychiatry, ученые из Йельского университета (Yale University) обнаружили, что машинное обучение помогает выявить сети мозга, участвующие в детской агрессии.
Детская агрессия
Детские психические расстройства, такие как оппозиционно-вызывающее расстройство (ОВР) и синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), могут характеризоваться вспышками гнева и физической агрессии. Лучшее понимание того, что движет этими симптомами, поможет в разработке стратегий лечения.
Неадаптивная агрессия может нанести вред себе или окружающим. Это вызывающее поведение является одной из основных причин направления в службы охраны психического здоровья детей.
Материалы и методы исследования
Исследователи использовали метод, основанный на машинном обучении, чтобы выявить нарушения связи мозга у детей, проявляющих агрессию. Ученые определили модели нейронных связей во всем мозге, которые связаны с агрессивным поведением детей. Результаты исследования основаны на новой модели функционирования мозга, называемой коннектомом, где описывается паттерн межмозговых связей.
Моделирование на основе коннектомов предлагает новый взгляд на сети мозга, участвующие в агрессивном поведении. Для исследования, которое является первым в своем роде, ученые собрали данные фМРТ (функциональной магнитно-резонансной томографии). В это время дети выполняли задание на эмоциональное восприятие лица, визуализируя лица со спокойным или испуганным выражением. По словам исследователей, наблюдение за лицами, которые выражают эмоции, может задействовать области мозга, связанные с генерацией и регулированием эмоций, которые коррелируют с агрессивным поведением.
Затем ученые применили анализ машинного обучения, чтобы определить нейронные связи, которые отличают детей с историей агрессивного поведения и без него.
Результаты научной работы
Ученые обнаружили, что паттерны в мозговых сетях, вовлеченных в социальные и эмоциональные процессы, такие как чувство разочарования по поводу домашней работы или понимание того, почему расстроен друг, предсказывают агрессивное поведение. Чтобы подтвердить эти результаты, исследователи проверили их в отдельном сборе данных. Авторы исследования обнаружили, что те же сети мозга предсказывают агрессию. В частности, аномальная связь с дорсолатеральной префронтальной корой – ключевой областью, участвующей в регуляции эмоций и высших когнитивных функций, таких как внимание и принятие решений – стала последовательным предиктором агрессии при тестировании в подгруппах детей с агрессивным поведением и расстройствами, такими как тревожность, СДВГ и аутизм.
Результаты исследования показывают, что надежность крупномасштабных мозговых сетей и их связь с префронтальной корой могут представлять собой нейронный маркер агрессии, который можно использовать в клинических исследованиях. Функциональный коннектом человека описывает огромную взаимосвязь мозга. Понимание коннектома находится на переднем крае нейробиологии, потому что он может предоставить ценную информацию для разработки биомаркеров психических расстройств в мозге.
Авторы другого исследования утверждают, что машинное обучение поможет определить ранние признаки болезни Альцгеймера.
