PRACA POGLĄDOWA

Adrian Andrzej Chrobak1, Katarzyna Siuda1, Anna Tereszko1, Marcin Siwek2, Dominika Dudek2

1Koło Naukowe Psychiatrii Dorosłych, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum
2Zakład Zaburzeń Afektywnych, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum

Zaburzenia psychiczne a struktura i funkcje móżdżku — przegląd najnowszych badań

Psychiatric disorders and the cerebellar structure and functions — an overview of the latest research

Adres do korespondencji:

Katarzyna Siuda Koło Naukowe Psychiatrii Dorosłych UJCM ul. Zamoyskiego 71B, 30–519 Kraków,
tel.: 692 944 634, e-mail: katarzyna.siuda@uj.edu.pl

Abstract

The article provides an overview of the latest studies concerning the role of the cerebellum in certain psychiatric diseases. We analyzed in detail the following disorders: schizophrenia, depression, bipolar disorder, autism and anxiety disorders with a main focus on PTSD. Thanks to its numerous connections with cortical and subcortical structures, the cerebellum participates in psychiatric disorders in various ways, both in the terms of structure: changes in cerebellar structures were noted in all analyzed diseases; and function: numerous neuroimaging data indicates a abnormal activation patterns in analyzed disorders. Still the results of the studies are hardly conclusive and the clear description of the relationship between the cerebellum and psychiatric disorders is at this moment impossible. More research is needed to provide unequivocal conclusions concerning this subject.

Psychiatry 2014; 11, 1: 15–22

key words: cerebellum, psychiatry, schizophrenia, bipolar disorder, depression, PTSD, anxiety disorders, autism

Wstęp

Móżdżek klasycznie opisywany był jako narząd biorący udział wyłącznie w funkcjach motorycznych. Liczne drogi nerwowe łączące móżdżek z korą, jądrami podstawy, wzgórzem i tworem siatkowatym umożliwiają mu pełnienie funkcji integratora sensomotorycznego, biorącego udział w kontroli ruchu poprzez regulację siły, tempa, zasięgu oraz sekwencji skurczu mięśni [1]. Poprzez dostosowywanie tych parametrów móżdżek warunkuje adekwatność programu ruchowego w stosunku do wyznaczonego celu. Uszkodzenia regionów móżdżku najczęściej kojarzone są z niezbornością ruchową, zbędnymi ruchami oscylacyjnymi, objawiającymi się pod postacią drżenia zamiarowego, trudnością w utrzymaniu równowagi, jak również zaburzeniami mowy pod postacią dysartrii.

Coraz większa liczba prac wskazuje jednak, iż rola móżdżku w układzie nerwowym jest znacznie większa niż pierwotnie przypuszczano. Okazuje się bowiem, że móżdżek najprawdopodobniej bierze również udział w regulacji funkcji poznawczych, emocji i odpowiedzi autonomicznych [2]. Badania nad pacjentami z udarem móżdżku pokazały, że jego objawy nie muszą mieć postaci dysfunkcji motorycznych. Mogą natomiast skutkować zaburzeniami funkcji wykonawczych i wzrokowo przestrzennych, zaburzeniami językowymi czy też objawami dysregulacji afektu (nadmierne lub niedostateczne natężeniem odpowiedzi emocjonalnej na bodźce zewnętrzne i/lub wewnętrzne) [3, 4]. Obserwacje tych zaburzeń doprowadziły do wyszczególnienia poznawczo-afektywnego zespołu móżdżkowego (cerebellum cognitive-affective syndrome) [4].

Co ciekawe, pacjenci z uszkodzonymi obszarami móżdżku mogą prezentować wiele różnych objawów neuropsychiatrycznych. Odnotowano na przykład przypadek pacjenta z ataksją i psychozą — przejściowa ataksja towarzyszyła w znacznej większości przypadków epizodów psychotycznych opisywanego pacjenta, co według autorów jest silnym argumentem na to, że móżdżek może być wspólnym korelatem obu tych zjawisk. W ramach móżdżkowych objawów psychicznych występują także: dysforia, depresja, labilność emocjonalna, śmiech patologiczny i inne. Najprawdopodobniej są one spowodowane zaburzeniami pętlowych połączeń móżdżku z licznymi rejonami mózgowia [2]. W modulowaniu funkcji ruchowych móżdżek otrzymuje wstępne impulsacje planu ruchu z kory przedmotorycznej, które następnie poprzez jądra mostu trafiają do kory móżdżku. Tam generowana jest tak zwana poprawka móżdżkowa, która następnie przesyłana jest poprzez jądra móżdżku i wzgórze ponownie do kory. Taki układ pozwala móżdżkowi na kontrolę ruchu na wielu etapach jego powstawania. Najprawdopodobniej móżdżek posiada analogiczne połączenia z regionami, takimi jak: kora przedczołowa, asocjacyjna kora ciemieniowa, kora skroniowa, czy też z obszarami biorącymi udział w kontroli emocji, takimi jak: jądra tworu siatkowatego, podwzgórze, zakręt obręczy, śródblaszkowate jądra wzgórza [2], przegroda, wyspa, ciało migdałowate i jądra podstawy [5].

Odkrycie nowych potencjalnych funkcji móżdżku oraz rozwój badań obrazowych doprowadziły do poszukiwania zaburzeń móżdżku wśród pacjentów psychiatrycznych. Wnikliwą analizę literatury na temat roli móżdżku z zaburzeniach psychicznych do roku 2008 można znaleźć w artykule Baldacara i wsp. [6]. Celem niniejszego artykułu jest przegląd najnowszej literatury w celu opisania nowych hipotez udziału móżdżku w etiologii poniższych zaburzeń psychicznych: schizofrenii, choroby afektywnej dwubiegunowej, depresji, zespołu stresu pourazowego (PTSD, posttraumatic stress disorder) oraz autyzmie.

Schizofrenia

Coraz więcej prac wskazuje, iż zaburzenia móżdżkowe są istotną częścią składową objawów występujących w schizofrenii. Mechanizm tych objawów opisywany jest przez Andreasen w hipotezie dysmetrii poznawczej (cognitive dysmetria), według której dysfunkcja systemu dróg łączących móżdżek z korą przedczołową, asocjacyjną korą ciemieniową i układem limbicznym, skutkuje między innymi trudnościami w koordynacji przetwarza- nia, szeregowania, odzyskiwania i wyrażania informacji [7]. Hipoteza ta znajduje potwierdzenie w licznych badaniach wskazujących na zaburzoną strukturę móżdżku w schizofrenii. Badania neuropatologiczne wykazują niski współczynnik pofałdowania robaka (gyrification index) [8] oraz nieprawidłowości w obrębie jego przedniej części, jak również zmniejszony rozmiar i gęstość komórek Purkinjego [9]. Ponadto, móżdżki pacjentów ze schizofrenią posiadają 50-procentowe obniżenie ekspresji dekarboksylazy glutaminianowej 67, będącej głównym enzymem biorącym udział w syntezie GABA w tychże komórkach. Pokazano również, że glutamatergiczne komórki ziarniste móżdżku posiadają istotnie obniżony poziom mRNA reeliny, wskazując na to, że opisywane wady móżdżku mają najprawdopodobniej charakter neurorozwojowy [10–12].

Istotność roli zaburzeń móżdżku w schizofrenii, również w wymiarze klinicznym, została przedstawiona przez Ho i wsp. Badania przeprowadzono wśród 155 pacjentów ze schizofrenią będących w trakcie pierwszej hospitalizacji psychiatrycznej, jeszcze nie pod wpływem neuroleptyków. Pacjenci prezentujący objawy móżdżkowe w badaniu przedmiotowym uzyskiwali gorsze wyniki w testach poznawczych (pamięci niewerbalnej, pamięci roboczej, zdolności wzrokowo-przestrzennych, rozwiązywania problemów, inicjowania i szybkości oraz uwagi), prezentowali bardziej dotkliwe objawy negatywne (mierzone za pomocą The Scale for Assessments of Negative Symptoms [SANS]) oraz cechowali się mniejszą objętością tkanki móżdżkowej [9]. Okazuje się również, że wiele subtelnych dysfunkcji motorycznych, określanych mianem „miękkich objawów neurologicznych” (neurological soft signs), które można zaobserwować u pacjentów ze schizofrenią, posiada istotny związek z móżdżkiem. Badania nad pacjentami przechodzącymi przez pierwszy epizod psychozy pokazały, że liczba posiadanych miękkich objawów neurologicznych w sposób istotny koreluje pozytywnie ze zmianami w obrębie wzgórza, grzbietowo-bocznej kory przedczołowej i móżdżku — a więc z kluczowymi obszarami hipotezy dysmetrii poznawczej [13].

Badania neuroobrazowe wskazują również na udział struktur móżdżkowych w objawach wytwórczych. Redukcja objętości istoty szarej móżdżku, lewego górnego zakrętu skroniowego oraz lewego wzgórza koreluje w sposób znaczący z wyższą liczbą punktów w skali oceniającej halucynacje, znajdującej się w Brief Psychiatric Rating Scale. Badania z użyciem funkcjonalnego magnetycznego rezonansu jądrowego (fMRI, functional magnetic resonance imaging) pokazały, że pacjenci ze schizofrenią, w porównaniu z próbą kontrolną, przedstawiają osłabioną aktywację sieci korowo-podkorowych w trakcie wyobrażania sobie mowy zewnętrznej – zadania, w którym bierze udział tylna kora móżdżku. Autorzy tego badania twierdzą, że halucynacje mogą wynikać u tych pacjentów z osłabionego systemu biorącego udział w słownej samokontroli [14]. Zaobserwowano także związek móżdżku z formalnymi zaburzeniami myślenia (formal thought disorder). Podczas zadania polegającego na trzyminutowym opisie plam Rorschacha, odnotowano, że wzrost chaotyczności wypowiedzi oraz pojawiających się neologizmów u pacjentów ze schizofrenią koreluje pozytywnie między innymi z aktywnością robaka móżdżku [15]. Przedstawiono również, że objętość istoty białej robaka koreluje pozytywnie z ciężkością zaburzeń myślenia, objawami pozytywnymi i zaburzeniami werbalnej pamięci logicznej [16]. Istnieją również dowody, że pogorszenie gotowości słowa oraz dostępu do leksykonu mentalnego występujące u pacjentów ze schizofrenią mogą mieć podłoże w uszkodzeniach móżdżku [17].

Obiecujące badania pilotażowe wskazują na potencjalną możliwość terapeutycznego wykorzystania wiedzy o dysfunkcjach móżdżku w schizofrenii. Grupa 8 lekoopornych pacjentów ze schizofrenią, za pomocą neuronawigacji MRI, została poddana przezczaszkowej stymulacji magnetycznej okolicy robaka móżdżku — móżdżku limbicznego — za pomocą fal theta. Badanie pacjentów z wykorzystaniem skali PANSS (Positive And Negative Symptom Scale) wykazało, że doszło do poprawy w zakresie objawów negatywnych, po dokonanej stymulacji móżdżku jak i również tydzień po niej. Skala CDSS (Calgary Depression Scale for Schizophrenics) i skala wizualno-analogowa dla „Szczęścia” i „Smutku” wykazały istotną poprawę nastroju. Badania neuropsychologiczne wykazały natomiast polepszenie w zakresie pamięci roboczej, uwagi i umiejętności wzrokowo przestrzennych [18].

Choroba afektywna dwubiegunowa

Jednymi z pierwszych doniesień świadczących o podłożu móżdżkowym choroby afektywnej dwubiegunowej (ChAD) były te opisane przez Soaresa i Manna w ich pracy przeglądowej. Według tych autorów, w przypadku pacjentów znajdujących się w manii, badania z wykorzystaniem tomografii komputerowej wykazały wyższy wskaźnik atrofii móżdżku u tych chorych. Kolejne badania nie były jednak tak jednoznaczne — część badań tomograficznych (CT, computed tomography) donosiła o atrofii, zaś część stwierdzała brak zmian w gęstości struktury zarówno półkul, jak i robaka móżdżku [19].

Chorobę afektywną dwubiegunową charakteryzują również zaburzenia myślenia, między innymi teorii umysłu (ToM, Theory of Mind), której neurokorelatem jest móżdżek [20]. Teoria ta obejmuje zarówno umiejętności społeczne, jak i komunikacyjne. Zaburzenie teorii umysłu skutkuje brakiem zrozumienia przekonań drugiej osoby w wyniku upośledzenia percepcji i rozpoznawania emocji [21]. Badania Kerr wykazały, iż zarówno pacjenci w fazie depresyjnej, jak i w manii cechują się zaburzoną ToM, co stawało w opozycji do wyników zarówno grupy kontrolnej, jak i pacjentów znajdujących się w remisji [20]. Co ciekawe, badania wykazały, że jednym z neurokorelatów teorii umysłu jest móżdżek — jego aktywację, głównie przyśrodkową i lewostronną, zaobserwowano podczas zadań angażujących funkcje poznawcze zawierające się w ToM [22].

Proponuje się także, że klasyczne symptomy obserwowane w chorobie afektywnej dwubiegunowej mogą mieć związek z zaburzoną, mediowaną przez móżdżek, koordynacją czasową sieci dystrybuującej i integrującej informacje poznawcze i afektywne [23]. Interesujący jest fakt, iż analogiczne jak w schizofrenii, również w ChAD występuje zmniejszona gęstość komórek Purkinjego oraz 50-procentowe obniżenie ekspresji dekarboksylazy glutaminianowej 67 w móżdżku [12]. Badania obrazowe wskazują także na obniżoną objętość całego móżdżku [24]. Wśród zmian obserwuje się obniżoną objętość robaka, obniżony przepływ krwi przez migdałki móżdżku oraz zwiększony móżdżkowy metabolizm glukozy [25]. Interesujące wyniki przynoszą również badania nad warunkowaniem reakcji mrugnięcia (eyeblink conditioning). Zadanie to polega na klasycznym warunkowaniu reakcji mrugnięcia, wywoływanej poprzez na przykład lekki szok elektryczny lub powiew powietrza w gałkę oczną, w odpowiedzi na prosty bodziec słuchowy. Jest to klasyczny przykład testu sprawdzającego mechanizmy uczenia się i pamięci, a którego krytycznym neurokorelatem są obwody móżdżku. Okazuje się, że największe deficyty w trakcie warunkowania, przedstawiali pacjenci z chorobą afektywną dwubiegunową w trakcie epizodów mieszanych (mixed mood episode) [23]. Kolejne badania wskazują, iż funkcjonalny charakter zaburzeń móżdżkowych obserwowanych w tej chorobie ma również charakter dziedziczny. Wykazano, że dzieci w wieku 8–12 lat, posiadające przynajmniej jednego rodzica z rozpoznaną ChAD typu I, mają trudności z wykonaniem zadań mierzących ataksję, konkretnie z zaostrzoną wersją próby Romberga (w pozycji pięta–palce) oraz ze staniem na jednej stopie z oczami otwartymi. Autorzy tego badania twierdzą, że wyniki mogą świadczyć o zaburzeniach w obrębie linii pośrodkowej móżdżku, które mogą być potencjalnym biomarkerem rozwinięcia ChAD w przyszłości [25]. Dysfunkcje móżdżku ujawniają się również u pacjentów z ChAD i schizofrenią w testach ruchów gałek ocznych. Pacjenci z ChAD w trakcie śledzenia nadążnego (podążania wzrokem za bodźcem poruszającym się w sposób ciągły po linii, w tym przypadku poziomej) wykazują znacznie zwiększony przepływ krwi w obrębie robaka móżdżku, potwierdzając wcześniejsze badania wykazujące nieprawidłowości w tej części móżdżku [26]. Opisywane wcześniej miękkie objawy neurologiczne w schizofrenii, występują w równym stopniu w ChAD, nie pozwalając rozróżnić tych dwóch grup pacjentów między sobą, choć pacjenci z ChAD i schizofrenią przedstawiają więcej tych objawów niż pacjenci z depresją [27]. Badania te wskazują na istotne podobieństwa neurobiologiczne między tymi dwoma chorobami.

Depresja

Duża liczba badań klinicznych prowadzonych wśród osób cierpiących na depresję przyczyniła się do wyciągnięcia wniosków o ścisłym związku zaburzeń organicznych móżdżku z występowaniem depresji [28]. Początkowe badania doprowadziły do konkluzji o móżdżkowym podłożu depresji ze względu na zmniejszoną całkowitą jego objętość u pacjentów z depresją jednobiegunową [19]. Jednym ze schorzeń, które jako pierwsze powiązano z zaburzeniami depresyjnymi była choroba zwyrodnieniowa móżdżku [29]. Wzięto tu pod uwagę wiele podtypów choroby, zarówno postaci sporadyczne jak i rodzinne choroby degeneracyjnej. Badania wykazały, iż zaburzenia depresyjne występowały dwukrotnie częściej u pacjentów cierpiących na chorobę degeneracyjną możdżku w porównaniu z grupą kontrolną. Związek móżdżku z depresją można również analizować od innej strony — depresji często towarzyszą objawy psychomotoryczne związane z zaburzeniami chodu, postawy i koordynacji ruchowej, które to charakteryzują móżdżkową ataksję [28]. Powiązanie ataksji z zaburzeniami wydzielania serotoniny (tzw. serotoninergiczna hipoteza ataksji), poprzez wprowadzenie leczenia lekami z grupy selektywnych inhibitorów zwrotnego wychwytu serotoniny (SSRI, selective serotonin reuptake inhibitor), doprowadziło również do wniosków o zaniku objawów depresyjnych u osób leczonych na ataksję móżdżkową [2]. Stanowi to kolejny dowód na pewne powiązanie móżdżku z depresją.

W dalszych badaniach skupiono się na znalezieniu specyficznych neurokorelatów móżdżkowych w depresji. Strukturą, której nieprawidłowości mogły zostać uznane za podłoże tej choroby, okazał się robak móżdżku [30, 31]. W badaniach tych zastosowano techniki wolu- metryczne z użyciem CT [30] oraz morfometryczne z użyciem MRI [31].

Poprzez zastosowanie techniki obrazowania tensora dyfuzji (DTI, diffusion tensor imaging) wykazano znaczące nieprawidłowości w organizacji istoty białej w zakresie sieci korowo-limbiczno-móżdżkowych u pacjentów z lekooporną depresją. W tym przypadku obszarem móżdżku, gdzie zaobserwowano istotnie niższe wartości frakcyjnej anizotropii (FA — wartość opisująca stopień kierunkowości w procesie dyfuzji, podstawowa jednostka miary w badaniach DTI), był prawy tylny płat móżdżku. Wartości FA okazały się również korelować ujemnie z wynikiem Inwentarza Depresji Becka (BDI, Beck Depression Inventory) — negatywna korelacja pomiędzy FA a wynikami w BDI stanowi o spójnych wynikach metod obiektywnych i subiektywnych. Autorzy sugerują, że zaobserwowane nieprawidłowości sieci korowo-limbiczno-móżdżkowych mogą leżeć u podstaw patogenezy lekoopornej depresji [32]. Podobną korelację między symptomami depresyjnymi a zaburzoną strukturą móżdżku zaobserwowano w badaniach nad osobami cierpiącymi na PTSD [33]. Symptomy depresyjne, również mierzone BDI, towarzyszyły zmniejszonej objętości robaka oraz lewej półkuli móżdżku. Zastosowano tu analizę morfometryczną VBM (voxel based morphometry) z oceną całkowitej objętości tkanki mózgowej. Inni autorzy skupiają się ściśle na objętości istoty szarej — Lin i wsp. analizowali wskaźnik GMV (grey matter volume) u osób uzależnionych od heroiny, przebywających na leczeniu podtrzymującym metadonem [34]. Zastosowali oni podobną metodologię z naciskiem na objętość istoty szarej, a otrzymane wyniki skorelowali z wynikami BDI. Analiza morfometryczna wykazała istotnie mniejszą objętość istoty szarej w obszarze lewej połowy robaka móżdżku. Niższy wskaźnik GMV w obszarze prawej części spadzistości korelował zaś z wysokimi wynikami BDI. Wnioski te korespondują z rezultatami poprzednich badań.

Związek móżdżku z depresją popierają również prace z zakresu biochemii układu nerwowego. W depresji, jako stanie stresowym organizmu, obserwuje się zwiększone stężenie kortyzolu. Głównymi konsekwencjami strukturalnymi stresu zaś jest zmniejszenie wielkości ciała modzelowatego w jego środkowej części oraz osłabiony rozwój kory mózgowej lewej półkuli, hipokampa oraz jądra migdałowatego. Oś podwzgórze–przysadka–nadnercza (HPA, hypothalamic–pituitary–adrenocortical axis), której ostatecznym produktem jest właśnie kortyzol, okazuje się być powiązana z robakiem móżdżku, gdzie wykazano obecność gęsto rozmieszczonych miejsc wiązań dla glikokortykosteroidów, podobnie jak w przypadku hipokampa. W obu tych strukturach dochodzi do degeneracji w wyniku nadmiernej stymulacji kortyzolem, co upośledza funkcjonowanie tych struktur. Robak móżdżku jest uważany za strukturę modulującą układy noradrenergiczne i dopaminergiczne, głównie w obszarze miejsca sinawego, pola brzusznego nakrywki oraz istoty czarnej, co może kolejno prowadzić do objawów charakteryzujących różne schorzenia psychiatryczne, między innymi depresję [35]. Odkrycie w latach 90. XX wieku cerebeliny – peptydu występującego w obszarze móżdżku, który może stymulować oś HPA, również popiera tezę o związku depresji z móżdżkiem [36].

Autyzm

Dwiema kluczowymi cechami autyzmu, jako spektrum zaburzeń, są giętkość poznawcza oraz zmiany w obszarze móżdżku, które mogą ujawnić się w wynikach testów ruchowych [37]. Pozytywną korelację między wynikami testów ruchowych a wynikiem kwestionariusza Ilorazu Spektrum Autyzmu (Autism Spectrum Quotient) wykazano także w populacji ogólnej. Co ciekawe, okazał się tu bardziej nasilony w przypadku osób preferujących nauki ścisłe. Kwestionariusz użyty w powyższych badaniach, autorstwa Baron-Cohena, Wheelwrighta, Skinnera, Martina i Clubleya to stosunkowo nowe narzędzie, stworzone w 2001 roku, którego wartość diagnostyczna została potwierdzona w badaniach klinicznych [38, 39]. Narzędzie to obejmuje 5 dziedzin związanych z autyzmem: umiejętności społeczne, komunikacyjne, wyobraźnię, dbałość o szczegóły oraz przełączanie uwagi (też: tolerancję zmian). W ramach pierwszych dwóch dziedzin mieści się jedna z najlepiej poznanych cech autyzmu, jaką jest zaburzenie rozwoju teorii umysłu. Teoria umysłu to zdolność poznawcza do przypisywania stanów psychicznych sobie i innym [40]. Potwierdzeniem móżdżku jako neurokorelatu teorii umysłu, a więc i związku jego uszkodzeń z autyzmem jest metaanaliza Brune i Brune-Cohrs. Spośród wszystkich analizowanych badań, przeprowadzonych wśród zdrowych osób badanych, aktywację obszarów móżdżku zarejestrowano w 3 badaniach spośród 16 — Bruneta [41], Grezesa [42] oraz Calarge’a [43]. W 2 pierwszych przypadkach był to móżdżek lewy, w jednym przypadku — prawy. Różnice te mogą jednak wynikać z różnic w zastosowanych przez poszczególnych autorów metodach. Roldan Gerschcovich i wsp. opisują natomiast przypadek pacjenta dotkniętego rozległym zawałem, obejmującym tylną część robaka móżdżku oraz boczne środkowe i tylne regiony obu półkul móżdżku. Pacjent prezentował objawy, takie jak senność, pionowy i poziomy oczopląs, dyzartrię oraz dysfagię, ataksję osiową i obwodową oraz trudności w utrzymaniu pozycji stojącej. Wymienione wyżej uszkodzenia móżdżku skutkowały kolejno zakłóceniem funkcjonowania wielu pętli neuronalnych, łączących pień mózgu i środkowy oraz boczno-tylny móżdżek z asocjacyjną korą przedczołową, ciemieniową, skroniową oraz przylimbiczną (tzn. przednia część zakrętu obręczy oraz wyspa), obszarami limbicznymi (tzn. ciało migdałowate oraz hipokamp), a także jądrami autonomicznymi i siatkowatymi. Pętle te przetwarzają informacje związane zarówno z teorią umysłu, jak i innymi domenami, w ramach których wykazywane są deficyty (poznawcza, zachowaniowa, emocjonalna, podejmowanie decyzji, empatia). W tym przypadku w celu oceny funkcjonowania teorii umysłu użyto narzędzia skonstruowanego przez Barona-Cohena [44]. Zastosowany test teorii umysłu wykazał u pacjenta duże deficyty w zakresie rozpoznawania i identyfikowania emocji, rozumieniu ukrytego języka, a także interpretacji sytuacji społecznych, które cechują również osoby dotknięte autyzmem. Podobieństwo to może sugerować pewien związek między wymienionymi wyżej strukturami a objawami autyzmu. W przypadku choroby wrodzonej, jaką jest autyzm, deficyty teorii umysłu zaznaczają się już na początku rozwoju z powodu prawdopodobnych rozwojowych defektów odpowiednich obszarów. W przypadku osób dorosłych deficyty ukazują się dopiero po uszkodzeniu tych struktur [45].

Schmahmann, Weilburg i Sherman powiązali autyzm i korelujące z nim objawy z kilkoma uszkodzeniami móżdżku — agenezją, hipoplazją, zapaleniem móżdżku oraz ataksją Friedreicha oraz. Zmiany w móżdżku według Schmahmanna i wsp. mogą objawiać się symptomami zaliczanymi do dwóch kategorii — pozytywne oraz negatywne. Do pozytywnych zaliczane są zachowania stereotypowe oraz autostymulacyjne, natomiast do negatywnych — zachowania unikowe, obronność dotykowa oraz łatwe przeciążenie zmysłowe [2].

Niezależnie od patogenezy uszkodzenia, większość prac donosi jednak o korelacji zaburzeń ze spektrum autyzmu w głównej mierze z uszkodzeniami robaka. Jego rozległe zniszczenie powoduje pewne deficyty, głównie z zakresu komunikacji werbalnej i niewerbalnej, które w części przypadków mieszczą się w kryteriach diagnostycznych autyzmu [46]. Część autorów ściślej wiąże autyzm z hipoplazją jedynie płacików VI i VII robaka móżdżku [47, 48], z których płacik VII wykazuje ścisłe połączenia z układem limbicznym i bierze udział w przetwarzaniu bodźców emocjonalnych [49]. Doniesienia te korespondują z opisywanymi przypadkami [41].

Wpływ na rozwój tego schorzenia ma nie tylko uszkodzenie samego móżdżku, ale również jego połączeń, jak w przypadku sieci powiązanej z górną bruzdą skroniową, która obejmuje również móżdżek [50].

Część z wymienionych przypadków oraz uszkodzeń obszaru móżdżku wiąże się z deficytami nabytymi, objawiającymi się zaburzeniami ze spektrum autyzmu. Diagnoza autyzmu wiąże się jednak z przyjęciem tezy, że zmiany strukturalne są wrodzone. Obecnie prowadzone badania pozwoliły na odkrycie pewnych związków między zaburzonym rozwojem neuronalnym a występowaniem tego schorzenia. Jednymi z sugerowanych genów oraz białek są odpowiednio RELN, gen reeliny odpowiedzialny za prawidłową migrację neuronalną oraz białko Bcl-2 odpowiedzialne za hamowanie apoptozy. Wykazano dysregulację w zakresie aktywności genu przejawiającą się zmniejszoną transkrypcją prawidłowego białka reeliny w wyniku istniejących polimorfizmów [51] oraz spadek aktywności białka, co skutkowało nasiloną apoptozą i zaburzonym rozwojem móżdżku [52].

Zaburzenia lękowe i PTSD

Nieprawidłowości w strukturze lub funkcjonowaniu móżdżku mogą powodować wzrost wrażliwości na lęk. Mechanizmy tego zjawiska nie są do końca poznane. Wiadomo jednak, iż struktury móżdżku, a zwłaszcza robak, projektują do mostu i rdzenia przedłużonego, które to regiony pośredniczą w autonomicznych odpowiedziach związanych ze strachem [53]. Badania wskazują, że u osób zdrowych objętość móżdżku koreluje negatywnie z wynikami na skali lęku [54]. Z kolei u osób chorujących na chorobę afektywną jedno- i dwubiegunową poziom metabolizmu w móżdżku mierzony metodą PET koreluje negatywnie z poziomem lęku — im niższy poziom metabolizmu móżdżkowego, tym wyższy poziom lęku [55].

Rosnąca liczba badań wskazuje na udział móżdżku w PTSD. Badania wśród dzieci, które doświadczyły przemocy rodzinnej, wskazują, że u tych jednostek, u których rozwinęło się PTSD, można zaobserwować zmniejszenie objętości móżdżku. Dodatkowo, objętość móżdżku u tych dzieci negatywnie korelowała z długością doświadczanej przemocy — im dłużej dziecko było poddawane przemocy, tym mniejsza była objętość móżdżku. Zaobserwowano również pozytywną korelację pomiędzy wiekiem dziecka, w którym rozpoczęła się przemoc, a objętością móżdżku — im młodsze było dziecko w momencie rozpoczęcia przemocy, tym mniejsza okazywała się objętość móżdżku [56]. Dane te wskazują, iż u dzieci z PTSD związanym z przemocą w rodzinie mogły nastąpić zniekształcenia móżdżku o charakterze rozwojowym. Nieprawidłowości w objętości móżdżku zostały również opisane w cytowanym wcześniej artykule Baldacara i wsp. [33], gdzie u pacjentów z PTSD odnotowano zmniejszoną objętość lewej półkuli móżdżku i robaka. Dodatkowo, autorzy wskazali na zmniejszoną objętość robaka móżdżku w wyniku przebytej traumy jako czynnik odróżniający osoby ze zdiagnozowanym PTSD od osób, które doświadczyły traumy, ale nie rozwinęły PTSD (PTSD-odpornych). Tym samym, wskazali degradację robaka jako potencjalny czynnik ryzyka rozwinięcia PTSD w przyszłości. Badania z wykorzystaniem spoczynkowego funkcjonalnego MRI (resting state fMRI) wykazały wzmożony przepływ krwi w okolicach móżdżku u osób z diagnozą PTSD w porównaniu z jednostkami PTSD-odpornych oraz do osób zdrowych [57]. Jak wspomniano, móżdżek najprawdopodobniej reguluje reakcje autonomiczne towarzyszące strachowi, a jego upośledzone funkcjonowanie może wyjaśnić takie objawy PTSD, jak podwyższona zmienność tętna, wzmożony odruch wzdrygnięcia czy zaburzenia snu [56, 57].

Interesujące wyniki w rejonach móżdżku dostarczają badania neuroobrazowe nad osobami chorującymi na fobię społeczną. U osób z tą diagnozą w spoczynkowym fMRI odnotowano wzmożony przepływ krwi w prawej, a obniżony w lewej półkuli móżdżku [58]. Badanie fMRI, podczas którego osoby z fobią społeczną miały za zadanie wyobrazić sobie siebie w sytuacji społecznej, ujawniło obniżoną aktywację w rejonach móżdżku [59]. Dodatkowo, badania wolumetryczne wykazały zwiększoną objętość móżdżku u osób z lękiem społecznym w porównaniu ze zdrowymi osobami w grupie kontrolnej. Właśnie objętość móżdżku stanowiła najwyraźniejszą różnicę pomiędzy grupami [60]. Wyniki te są zaskakujące, zwłaszcza w zestawieniu z podanymi powyżej danymi dotyczącymi zmniejszonej objętości móżdżku w PTSD. Zagadnienie to w obliczu obecnego stanu wiedzy jest trudne do wyjaśnienia i zdecydowanie wymaga dalszych badań.

Podsumowanie

Powyższy przegląd literatury pokazuje, iż tematyka móżdżku w zagadnieniu zaburzeń psychicznych cieszy się coraz większą popularnością. Rosnąca liczba badań wskazuje na udział móżdżku i jego połączeń w objawach psychicznych. Nadal jednak wnioski z tych badań nie są konkluzywne i określenie dokładnej relacji pomiędzy móżdżkiem a zaburzeniami psychicznymi na ten moment jest niemożliwe. Niniejsza analiza wskazuje na fakt, iż móżdżek, dzięki swoim licznym połączeniom ze strukturami korowymi i podkorowymi może w zróżnicowany sposób uczestniczyć w poszczególnych zaburzeniach. Badania wskazują, że topografia funkcjonalna móżdżku pod względem emocjonalnym i kognitywnym jest zróżnicowana, odrębne struktury móżdżku biorą udział w konkretnych zadaniach poznawczych i afektywnych [59]. Prawdopodobnie analogiczna topografia móżdżku istnieje w przypadku jego udziału w psychopatologii. Dogłębne poznanie udziału móżdżku w zaburzeniach psychicznych może dostarczyć nowych hipotez w dziedzinie etiologii i sposobów leczenia tychże zaburzeń i wydaje się obiecującym kierunkiem dla przyszłych badań.

Streszczenie

W artykule przedstawiono przegląd najnowszych badań dotyczących roli móżdżku w niektórych zaburzeniach psychicznych. Szczegółowej analizie poddane zostały: schizofrenia, zaburzenia afektywne jedno- i dwubiegunowe, autyzm oraz zaburzenia lękowe, ze szczególnym uwzględnieniem zespołu stresu pourazowego (PTSD). Móżdżek, dzięki swoim licznym połączeniom ze strukturami korowymi i podkorowymi, w zróżnicowany sposób uczestniczy w opisanych zaburzeniach, zarówno pod względem strukturalnym (zmiany w strukturach móżdżku wykazano we wszystkich analizowanych chorobach), jak i funkcjonalnym (liczne dane neuroobrazowe ujawniają specyficzne wzorce aktywacji móżdżku w analizowanych zaburzeniach). Nadal jednak wnioski z analizowanych badań nie są konkluzywne i określenie dokładnej relacji pomiędzy móżdżkiem a zaburzeniami psychicznymi na ten moment jest niemożliwe. Przeprowadzanie większej liczby badań na temat móżdżkowych korelatów zaburzeń psychicznych jest konieczne dla dogłębnego poznania tego zagadnienia.

Psychiatria 2014; 11, 1: 15–22

słowa kluczowe: móżdżek, psychiatria, schizofrenia, choroba afektywna dwubiegunowa, depresja, PTSD, zaburzenia lękowe, autyzm

Piśmiennictwo

1. 1. Giron L.T., Koller W.C. Anatomic localization of tremor, clinical analysis, pitfalls, and principles. W: Lechtenberg R. (red.). Handbook of Cerebellar Diseases, Marcel Dekker, New York 1993: 65–75.
2. 2. Schmahmann J.D., Weilburg J.B., Sherman J.C. The neuropsychiatry of the cerebellum — insights from the clinic. Cerebellum 2007; 6: 254–67.
3. 3. Starowicz-Filip A., Milczarek O., Kwiatkowski S., Będkowska-Korpała B. Prochwicz, K. Cerebellar cognitive affective syndrome CCAS — a case report. Archives of Psychiatry and Psychotherapy2013; 3: 57–64.
4. 4. Schmahmann J.D., Macmore J., Vangel M. Cerebellar stroke without motor deficit: clinical evidence for motor and non-motor domains within the human cerebellum. Neuroscience 2009; 162: 852–861.
5. 5. Baumann O., Mattingley J.B., Functional topography of primary emotion processing in the human cerebellum. NeuroImage 2012; 61: 805–811.
6. 6. Baldaçara L., Guilherme J., Borgio F., Luiz A., Lacerda T. De, Parolin A. Cerebellum and psychiatric disorders O cerebelo e os transtornos psiquiátricos. Res Bras Psiquiatr. 2008; 30: 281–290.
7. 7. Andreasen N.C., Paradiso S., Leary D.S.O. Cognitive Dysmetria as an Integrative Theory of Schizophrenia: A Dysfunction in Cortical- Subcortical-Cerebellar Circuitry? Schizophr. Bull. 1998; 24: 203–218.
8. 8. Schmitt A., Schulenberg W., Bernstein H.G. i wsp. Reduction of gyrification index in the cerebellar vermis in schizophrenia: a post-mortem study. World J. Biol. Psychiatry 2011; 12 (supl. 1): 99–103.
9. 9. Ho B.C., Mola C., Andreasen N.C. Cerebellar dysfunction in neuroleptic naive schizophrenia patients: clinical, cognitive, and neuroanatomic correlates of cerebellar neurologic signs. Biol. Psychiatry 2004; 55: 1146–1153.
10. 10. Impagnatiello F., Guidotti AR., Pesold C. i wsp. A decrease of reelin expression as a putative vulnerability factor in schizophrenia. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998; 95: 15718–15723.
11. 11. Guidotti A., Auta J., Davis J.M. i wsp. Decrease in reelin and glutamic acid decarboxylase67 (GAD67) expression in schizophrenia and bipolar disorder: A postmortem brain study. Arch. Gen. Psychiatry 2000; 57: 1061–1069.
12. 12. Maloku E., Covelo I.R., Hanbauer I. i wsp. Lower number of cerebellar Purkinje neurons in psychosis is associated with reduced reelin expression. Proc. Natl. Acad. Sci USA 2010; 107: 4407–4411. 
13. 13. Mouchet-Mages S., Rodrigo S., Cachia A. i wsp. Correlations of cerebello-thalamo-prefrontal structure and neurological soft signs in patients with first-episode psychosis. Acta Psychiatr. Scand. 2011; 123: 451–458.
14. 14. Picard H., Amado I., Mouchet-Mages S., Olié J.P., Krebs M.O. The role of the cerebellum in schizophrenia: an update of clinical, cognitive, and functional evidences. Schizophr. Bull. 2008; 34: 155–172.
15. 15. Kircher T.T., Liddle P.F., Brammer M.J., Williams S.C., Murray R.M., McGuire P.K. Neural correlates of formal thought disorder in schizophrenia: preliminary findings from a functional magnetic resonance imaging study. Arch. Gen. Psychiatry 2001; 58: 769–774.
16. 16. Levitt J.J., McCarley R.W., Nestor P.G. i wsp. Quantitative volumetric MRI study of the cerebellum and vermis in schizophrenia: clinical and cognitive correlates. Am. J. Psychiatry 1999; 156: 1105–1107.
17. 17. Chrobak A., Biela M., Siuda K. i wsp. Relationship between cerebellar impairments and lexicon retrieval in schizophrenia — preliminary study. Archives of Psychiatry and Psychotherapy 2013; 15: 11–17.
18. 18. Demirtas-Tatlidede A., Freitas C., Cromer J. i wsp. A proof of principle study of cerebellar vermal theta burst stimulation in refractory schizophrenia. Acta Psychiatr. Scand. 2011; 123: 451–458.
19. 19. Soares J.C., Mann J.J. The anatomy of mood disorders — review of structural neuroimaging studies. Biol. Psychiatry 1997; 41: 86–106.
20. 20. Kerr N., Dunbar R.I.M., Bentall R.P. Theory of mind in bipolar affective disorder. J. Affect. Disord. 2003; 73: 253–259.
21. 21. Hobson R.P. Autism and the development of mind. Lawrence Erlbaum Associates Ltd. Hillsdale, N.J 1995.
22. 22. Brune M., Brune-Cohrs U. Theory of mind, evolution, ontogeny, brain mechanisms and psychopathology. Neurosci Biobehav Rev. 2006; 30: 437–455.
23. 23. Bolbecker A.R., Mehta C., Johannesen J.K. i wsp. Eyeblink conditioning anomalies in bipolar disorder suggest cerebellar dysfunction. Bipolar Disord. 2009; 11: 19–32.
24. 24. Baldaçara L., Nery-Fernandes F., Rocha M. i wsp. Is cerebellar volume related to bipolar disorder? J. Affect. Disord. 2011; 135: 305–309.
25. 25. Giles L.L., DelBello M.P., Gilbert D.L., Stanford K.E., Shear P.K., Strakowski S.M. Cerebellar ataxia in youths at risk for bipolar disorder. Bipolar Disord. 2008; 10: 733–737.
26. 26. Martin L.F., Olincy A., Ross R.G. i wsp. Cerebellar hyperactivity during smooth pursuit eye movements in bipolar disorder. J. Psychiatr. Res 2011; 45: 670–677.
27. 27. Zhao Q., Ma Y.T., Lui S.S.Y. i wsp. Neurological soft signs discriminate schizophrenia from major depression but not bipolar disorder. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry 2013; 43: 72–78.
28. 28. Schutter D.J., van Honk J. The cerebellum on the rise in human emotion. Cerebellum 2005; 4: 290–294.
29. 29. Leroi I., O’Hearn E., Marsh L. i wsp. Psychopathology in patients with degenerative cerebellar diseases: A comparison to Huntington’s disease. Am. J. Psychiatry 2002; 159: 1306–1314.
30. 30. Beyer J.L., Krishnan K.R. Volumetric brain imaging findings in mood disorders. Bipolar Disord. 2002; 4: 89–104.
31. 31. Neil P., Mills N.P., DelBello M.P., Caleb M., Adler C.M., Strakowski S.M. MRI analysis of cerebellar vermal abnormalities in bipolar disorder. Am. J. Psychiatry 2005; 162: 1530–1533.
32. 32. Peng H., Zheng H., Ning Y. i wsp. Abnormalities of cortical-limbic-cerebellar white matter networks may contribute to treatment-resistant depression: a diffusion tensor imaging study. BMC Psychiatry 2013; 13: 72.
33. 33. Baldaçara L., Jackowski A.P., Schoedl A. Reduced cerebellar left hemisphere and vermal volume in adults with PTSD from a community sample. J. Psychiatr. Res. 2011; 45: 1627–1633.
34. 34. Lin W.C., Chou K.H., Chen H.L. i wsp. Structural deficits in the emotion circuit and cerebellum are associated with depression, anxiety and cognitive dysfunction in methadone maintenance patients: a voxel-based morphometric study. Psychiatry Res. 2012; 201: 89–97.
35. 35. Mazzocchi G., Andreis P.G., De Caro R., Aragona F., Gottardo L., Nussdorfer GG. Cerebellin enhances in vitro secretory activity of human adrenal gland. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1999; 84: 632–635.
36. 36. Teicher M.H., Andersen S.L., Polcari A., Anderson C.M., Navalta C.P., Kim D.M. The neurobiological consequences of early stress and childhood maltreatment. Neurosci Biobehav. Rev. 2003; 27: 33–44.
37. 37. Ridley N.J., Homewood J., Walters J. Cerebellar Dysfunction, Cognitive Flexibility and Autistic Traits in a non-Clinical Sample. Autism 2011; 15: 728–745.
38. 38. Baron-Cohen S., Wheelwright S., Skinner, R., Martin J., Clubley E. The autism-spectrum quotient (AQ): evidence from Asperger syndrome/high-functioning autism, males and females, scientists and mathematicians. J. Autism Dev. Disord. 2001; 31: 5–17.
39. 39. Woodbury-Smith M.R., Robinson J., Wheelwright S., Baron-Cohen S. Screening Adults for Asperger Syndrome Using the AQ: A Preliminary Study of its Diagnostic Validity in Clinical Practice. J. Autism Dev. Disord. 2005; 35: 331–335.
40. 40. Schlinger H.D., Jr. Theory of Mind: An Overview And Behavioral Perspective. The Psychological Record 2009; 59: 435–448.
41. 41. Brunet E., Sarfati Y., Hardy-Bayle M.C., Decety J. A PET investigation of the attribution of intentions with a nonverbal task. NeuroImage 2000; 11: 157–166.
42. 42. Grezes, J., Frith, C.D., Passingham, R.E. Inferring false beliefs from the actions of oneself and others: An fMRI study. NeuroImage 2004; 21: 744–750.
43. 43. Calarge, C., Andreasen, N.C., O’Leary, D.S. Visualizing how one brain understands another: A PET study of theory of mind. Am. J. Psychiatry 2003; 160: 1954–1964.
44. 44. Roldan Gerschcovich E., Cerquetti D., Tenca E., Leiguarda R. The impact of bilateral cerebellar damage on theory of mind, empathy and decision making. Neurocase 2011; 17: 270–275.
45. 45. Baron-Cohen S., Jolliffe T., Mortimore C. i wsp. Another advanced test of theory of mind, evidence from very high functioning adults with autism or Asperger Syndrome. J. Child Psychol. Psychiatry 1997; 38: 813–822.
46. 46. Tavano A., Borgatti R. sEvidence for a link among cognition, language and emotion in cerebellar malformations. Cortex 2010; 46: 907–918.
47. 47. Courchesne E., Yeung-Courchesne R., Press G.A., Hesselink J.R., Jernigan T.L. Hypoplasia of cerebellar vermal lobules VI and VII in autism. N. Engl. J. Med. 1988; 318: 1349–1354.
48. 48. Zhu J.N., Yung W.H., Kwok-Chong Chow B., Chan Y.S., Wang J.J. The cerebellar-hypothalamic circuits: potential pathways underlying cerebellar involvement in somatic-visceral integration. Brain Res. Rev. 2006; 52: 93–106.
49. 49. Stoodley C.J., Schmahmann J.D. Functional topography in the human cerebellum: a meta-analysis of neuroimaging studies. NeuroImage 2009; 44: 489–501.
50. 50. Zilbovicius M., Meresse I., Chabane N., Brunelle F., Samson Y., Boddaert N. Autism, the superior temporal sulcus and social perception. Trends Neurosci. 2006; 7: 359–366.
51. 51. Persico A. M., D’Agruma L., Maiorano N. i wsp. Reelin gene alleles and haplotypes as a factor predisposing to autistic disorder. Molecular Psychiatry 2011; 6: 150–159.
52. 52. Penn H.E. Neurobiological correlates of autism: a review of recent research. Child Neuropsychol. 2006; 12: 57–79.
53. 53. Talati A., Pantazatos S.P., Schneier F.R., Weissman M.M., Hirsch J. Gray matter abnormalities in social anxiety disorder: primary, replication, and specificity studies. Biol. Psychiatry [Internet]. Elsevier Inc.; 2013; 73:75–84; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22748614.
54. 54. Schutter D.J.L.G., Koolschijn P.C.M.P., Peper J.S., Crone E. The cerebellum link to neuroticism: a volumetric MRI association study in healthy volunteers. PLoS One [Internet]. 2012; 7: e37252; http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3355107&tool=pmcentrez&rendertype=abstract.
55. 55. Osuch E., Ketter T., Kimbrell T. i wsp. Regional cerebral metabolism associated with anxiety symptoms in affective disorder patients. Biol. Psychiatry [Internet]. 2000; 48: 1020–1023; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11082477.
56. 56. De Bellis M.D., Kuchibhatla M. Cerebellar volumes in pediatric maltreatment-related posttraumatic stress disorder. Biol. Psychiatry [Internet]. 2006; 60: 697–703; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16934769.
57. 57. Bonne O., Gilboa A., Louzoun Y. i wsp. Resting regional cerebral perfusion in recent posttraumatic stress disorder. Biol. Psychiatry [Internet]. 2003; 54: 1077–1086; http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0006322303005250.
58. 58. Warwick J.M., Carey P., Jordaan G.P., Dupont P., Stein D.J. Resting brain perfusion in social anxiety disorder: a voxel-wise whole brain comparison with healthy control subjects. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry [Internet]. 2008; 32: 1251–1256; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18485554.
59. 59. Talati A., Pantazatos S.P., Schneier F.R., Weissman M.M., Hirsch J. Gray matter abnormalities in social anxiety disorder: primary, replication, and specificity studies. Biol. Psychiatry [Internet]. Elsevier Inc.; 2013; 73: 75–84; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22748614.
60. 60. Nakao T., Sanematsu H., Yoshiura T. i wsp. fMRI of patients with social anxiety disorder during a social situation task. Neurosci. Res. [Internet]. Elsevier Ireland Ltd and Japan Neuroscience Society; 2011; 69: 67–72; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20888872.
61. 61. Stoodley C.J, Schmahmann J.D. Functional topography in the human cerebellum: a meta-analysis of neuroimaging studies. Neuroimage [Internet]. Elsevier Inc.; 2009; 44: 489–501; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18835452.