Ученые Вышки предложили диагностировать тревогу и депрессию по пульсу
Группа ученых из НИУ ВШЭ научилась диагностировать тревогу и депрессию по пульсу. Оказалось, что при умственной нагрузке сердечный ритм у людей со склонностью к ментальным расстройствам отличается от ритма здоровых людей, особенно при выполнении задач повышенной сложности. Изменения можно отследить даже с помощью пульсоксиметра или умных часов. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Psychiatry.
По данным Всемирной организации здравоохранения, каждый пятый взрослый в возрасте до 30 лет страдает от депрессии или тревожного расстройства. Чтобы предотвратить развитие психических заболеваний и эффективно их лечить, необходимы надежные методы персонализированной диагностики.
Сегодня многие технологические компании разрабатывают системы анализа ментального здоровья на основе данных о пульсе. Для этого используются различные носимые устройства, такие как умные часы, браслеты, кольца и другие. Однако важно не только зафиксировать изменения сердечного ритма, но и правильно их интерпретировать.
Ученые Высшей школы экономики совместно с Институтом высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН провели исследование, чтобы выяснить, можно ли обнаружить признаки депрессии и тревожности по изменениям сердечного ритма во время выполнения когнитивных задач. Они провели эксперимент с участием 90 человек в возрасте от 18 до 45 лет, у которых в анамнезе были эпизоды тревоги и депрессии.
Участники выполняли задания на память и внимание, сложность которых постепенно возрастала. Испытуемые должны были запомнить расположение и цвет шариков на изображении и определить, совпадает ли оно с предыдущим или нет. Чем сложнее уровень, тем больше шариков и цветов нужно было запомнить.
Во время эксперимента у участников регистрировался сердечный ритм с помощью электрокардиограммы (ЭКГ), а также параллельно проводилась фотоплетизмография (ФПГ) — анализ работы сердца на основе изменений объема крови в периферических сосудах. Это простой неинвазивный метод, который позволяет считывать данные с пальца или запястья; именно ФПГ используется сегодня во всех носимых устройствах.
Анализ данных показал, что чем выше уровень тревоги или депрессии у человека, тем более значительные изменения наблюдаются в частоте сердечных сокращений, особенно при выполнении сложных задач.
Евгения Альшанская
«Когда человек сталкивается со сложной задачей, он испытывает стресс. Он может допускать ошибки, это нормально и не зависит от психического здоровья. Однако на переломном моменте сложности, когда с задачей еще можно справиться, но объем внимания уже на максимуме, у людей с признаками ментальных расстройств средний пульс учащается, и мы видим более яркую, акцентированную картину изменений сердечного ритма», — объясняет Евгения Альшанская, младший научный сотрудник Института когнитивных нейронаук.
Важной особенностью работы стало сравнение данных, полученных с помощью электрокардиограммы и ФПГ. Хотя электрокардиограмма традиционно считается более надежным методом измерения вариабельности сердечного ритма, исследование показало, что фотоплетизмография может быть более чувствительным методом для оценки депрессии и тревожности. Ученые объясняют это особенностями работы симпатической нервной системы.
«При стрессе сначала активируется норадреналин, связанный с вниманием, потом активируется адреналин, который приводит организм в состояние боевой готовности, запускает реакцию “бей или беги”. У нас увеличивается частота сердечных сокращений, повышается кровяное давление. Норадреналин также воздействует на рецепторы, которые стимулируют сокращение сосудов. На этом этапе можно увидеть изменения пульсовой волны на ФПГ. Лишь после этого из коры надпочечников высвобождается адреналин, который усиливает и продлевает реакцию организма на стресс, заставляя сердце биться чаще. Тогда мы видим изменения на ЭКГ. То есть ФПГ оказывается достаточно надежным методом, но при этом более доступным, быстрым и информативным по сравнению с ЭКГ», — рассказывает Евгения Альшанская.
Исследование доказывает, что изменение частоты пульса в ответ на возрастающую когнитивную нагрузку может служить ранним биомаркером тревожных и депрессивных расстройств. Кроме того, результаты работы открывают новые перспективы для разработки алгоритмов для носимых устройств и приложений, способных в реальном времени мониторить психологическое состояние человека. Ранняя персонализированная и неинвазивная диагностика депрессивных и тревожных расстройств через анализ сердечного ритма может кардинально изменить подходы к лечению и профилактике психологических заболеваний в будущем.
Исследование выполнено в рамках стратегического проекта «Успех и самостоятельность человека в меняющемся мире» (программа Приоритет 2030).
Вам также может быть интересно:
«Наука интернациональна и направлена на благо всего человечества»
28–30 октября в Высшей школе экономики прошла осенняя школа “Advances in Decision Analysis”, организованная Международным центром анализа и выбора решений НИУ ВШЭ. Среди ее докладчиков — крупные российские и зарубежные исследователи, в том числе сотрудник центра, нобелевский лауреат по экономике Эрик Маскин. Профессор Фуад Алескеров, руководитель центра, а также департамента математики факультета экономических наук НИУ ВШЭ, рассказал об особенностях школы.
Цифра восстанавливает речь
Исследователи Вышки и других научных центров разрабатывают новейшие методы диагностики и лечения речевых, двигательных и когнитивных нарушений с применением цифровых технологий. Эти инструменты повышают эффективность выявления патологий и их коррекции, что существенно влияет на качество жизни пациентов и их близких. Ведущие исследователи и практикующие специалисты представили результаты своей работы на II Международном симпозиуме «Проблемы патологии речи», заключительный день которого прошел в НИУ ВШЭ.
Исследователи Центра языка и мозга НИУ ВШЭ представили новые цифровые инструменты для оценки когнитивных функций
В Центре языка и мозга НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург, входящем в Институт психологии здоровья, прошел объединенный научный семинар стратегического проекта «Устойчивый мозг». Исследователи представили цифровые инструменты для оценки и коррекции речевых и когнитивных расстройств, в том числе с использованием технологий искусственного интеллекта.
Ученые Вышки представили разработки, связанные с применением ИИ в медицине
Искусственный интеллект не заменит врача, но может стать ему отличным помощником. При этом здравоохранение нуждается в высокотехнологичных продуктах, которые способны быстро анализировать и контролировать состояние пациентов. Ученые Вышки применили ИИ для предоперационного планирования и постоперационной оценки результатов в спинальной хирургии и разработали автоматическую интеллектуальную систему для оценки биомеханики рук и ног.
В НИУ ВШЭ исследовали, как трансспинальная стимуляция влияет на движения человека
Команда Центра нейроэкономики и когнитивных исследований протестировала более 80 человек, чтобы выяснить, как трансспинальная стимуляция постоянным током влияет на координацию движений. В то время как при силе тока 1,5 мА моторный ответ мышцы возрастал, дальнейшее увеличение силы тока до 2,5 мА не вызывало усиления эффекта. Полученные в результате исследования данные помогут в разработке более оптимальных протоколов абилитации и реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательной системы. Результаты исследования опубликованы в журнале Genes and cells.
Проект «Зеркальные лаборатории» НИУ ВШЭ отмечает пятилетие
«Зеркальные лаборатории» — одна из флагманских программ Высшей школы экономики, направленная на развитие внутрироссийских научных партнерств. За время реализации проекта было инициировано 41 научное исследование в партнерстве с 30 региональными вузами и научными организациями. К пятилетию «Зеркальных лабораторий» приурочена серия круглых столов, которые пройдут в ВШЭ 24–25 апреля.
В России разработана программа для диагностики дислексии
Ученые НИУ ВШЭ создали инструмент, который оценивает наличие и степень дислексии у школьников, учитывая их пол, возраст, класс школы и данные видеоокулографии. В 2024 году планируется внедрение программы в клиническую практику. Исследования проводились специалистами в области машинного обучения и нейролингвистами в Центре искусственного интеллекта НИУ ВШЭ.
Нейролингвисты Вышки выиграли премию для молодых ученых Москвы
Исследовательницы из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Ольга Буйволова и Ольга Солоухина стали лауреатами премии правительства Москвы для молодых ученых. Премия была присуждена за разработку тестов для диагностики речевых нарушений и терапевтической методики восстановления речи. Премия вручается правительством Москвы уже 10 лет за выдающиеся фундаментальные и прикладные научные исследования в области естественных, технических и гуманитарных наук.
Вышка создала консорциум «Трансфер нейрокогнитивных технологий»
Высшая школа экономики, Национальный медико-хирургический центр имени Н.И. Пирогова и Центр патологии речи и нейрореабилитации Департамента здравоохранения города Москвы подписали соглашение о сотрудничестве и создании нейроконсорциума. Он призван стимулировать разработку и внедрение передовых решений в области нейротехнологий, направленных на сохранение и улучшение здоровья людей. Соглашение подписано на 5 лет, а сам консорциум открыт для новых участников.
Вышка расширяет академическое сотрудничество с индийскими вузами
Высшая школа экономики будет развивать академическое сотрудничество с индийскими вузами. Об этом делегация Вышки во главе с директором НИУ ВШЭ – Санкт-Петербург Анной Тышецкой договорилась с целым рядом ведущих вузов Индии: Делийским университетом, а также с Индийским институтом технологий в Дели (IIT Delhi) и Национальным открытым университетом Индиры Ганди (IGNOU).