Consortium PSYCHIATRICUMConsortium PSYCHIATRICUMConsortium PSYCHIATRICUM2712-76722713-2919Eco-Vector1571710.17816/CP15717RESEARCHИССЛЕДОВАНИЕResearch ArticleNeurophysiological markers of emotional stimuli processing in schizophrenia and schizoaffective disorderНейрофизиологические маркеры обработки эмоциональных стимулов при шизофрении и шизоаффективном расстройствеhttps://orcid.org/0000-0002-3521-54539154-8092SpektorValeriy A.СпекторВалерий Андреевич
Russian Federation

Cand. Sci (Med.), Researcher, Department of Psychotic Spectrum Disorders

кандидат медицинских наук, научный сотрудник отделения расстройств психотического спектра Московского научно-исследовательского института психиатрии

spektor.v@serbsky.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3407-19772627-4145MnatsakanyanElena V.МнацаканянЕлена Владимировна
Russian Federation

Cand. Sci (Biolog.), Senior Researcher, Laboratory of Human Higher Nervous Activity

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории высшей нервной деятельности человека

spektor.v@serbsky.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0714-94761760-9113SpektorEkaterina D.СпекторЕкатерина Дмитриевна
Russian Federation

Cand. Sci (Med.), independent investigator

кандидат медицинских наук, независимый исследователь

spektor.v@serbsky.ruhttps://orcid.org/0009-0003-7064-40558508-4556TrushinAlexey A.ТрушинАлексей Андреевич
Russian Federation

Cand. Sci (Med.), Junior Researcher, Department of Psychotic Spectrum Disorders

кандидат медицинских наук, младший научный сотрудник отделения расстройств психотического спектра Московского научно-исследовательского института психиатрии

spektor.v@serbsky.ruhttps://orcid.org/0009-0002-3028-62411845-4071DavydovaAnna S.ДавыдоваАнна Сергеевна
Russian Federation

Cand. Sci (Med.), Head of the Clinical Department

кандидат медицинских наук, заведующая отделением расстройств психотического спектра Московского научно-исследовательского института психиатрии

spektor.v@serbsky.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7187-93614932-7980ShmuklerAlexander B.ШмуклерАлександр Борисович
Russian Federation

Dr. Sci (Med.), Professor, Deputy Director General for Research, Acting Director, Moscow Research Institute of Psychiatry, a branch of the V. Serbsky National Medical Research Centre of Psychiatry and Narcology of the Ministry of Health of the Russian Federation

доктор медицинских наук, профессор, заместитель генерального директора по научной работе, и.о. директора Московского научно-исследовательского института психиатрии

spektor.v@serbsky.ruV. Serbsky National Medical Research Centre of Psychiatry and Narcology of the Ministry of Health of the Russian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского» Минздрава РоссииInstitute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of SciencesФГБУН «Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии» РАН19112025181220256447571507202529092025Copyright ©; 2025, Spektor V.A., Mnatsakanyan E.V., Spektor E.D., Trushin A.A., Davydova A.S., Shmukler A.B.Copyright ©; 2025, Спектор В.А., Мнацаканян Е.В., Спектор Е.Д., Трушин А.А., Давыдова А.С., Шмуклер А.Б.2025Spektor V.A., Mnatsakanyan E.V., Spektor E.D., Trushin A.A., Davydova A.S., Shmukler A.B.Спектор В.А., Мнацаканян Е.В., Спектор Е.Д., Трушин А.А., Давыдова А.С., Шмуклер А.Б.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://consortium-psy.com/jour/article/view/15717

BACKGROUND: Schizophrenia and schizoaffective disorder significantly affect the cognitive and emotional functioning of patients. Establishing reliable neurophysiological markers as objective assessment tools can increase diagnostic accuracy and improve outcomes.

AIM: To identify neurophysiological correlates of impaired facial expression perception in patients with schizophrenia and schizoaffective disorder, and to develop a diagnostic model based on these markers.

METHODS: The study included 86 participants: 26 with schizophrenia, 26 with schizoaffective disorder, and 34 healthy volunteers. The study recorded electrical brain activity in response to stimuli with faces showing happy, fearful, and neutral expressions using a 128-channel electroencephalographic system. The P100, N170, P200, and P300 components were analyzed. Logistic regression and ROC analysis were used to develop a diagnostic model.

RESULTS: We developed a diagnostic model that differentiates patients with schizophrenia and schizoaffective disorder from healthy participants. The model achieved 73.3% sensitivity and 80% specificity.

CONCLUSION: The findings demonstrate the diagnostic value of evoked potentials and support their application as a supplementary objective diagnostic tool.

ВВЕДЕНИЕ: Шизофрения и шизоаффективное расстройство — заболевания, значительно влияющие на когнитивное и эмоциональное функционирование пациентов. Установление надежных нейрофизиологических маркеров в качестве объективных оценочных инструментов может повысить точность диагностики и улучшить исходы.

ЦЕЛЬ: Выявить нейрофизиологические корреляты нарушения восприятия лицевой экспрессии у пациентов с шизофренией и шизоаффективным расстройством и построить на основе этих маркеров диагностическую модель.

МЕТОДЫ: В исследование были включены 86 испытуемых: 26 пациентов с шизофренией, 26 — с шизоаффективным расстройством и 34 здоровых добровольца. Электрическую активность мозга в ответ на стимулы с лицами, выражающими радость, страх и нейтральные эмоции, регистрировали с использованием 128-канальной электроэнцефалографической системы. Анализировали компоненты P100, N170, P200, P300. Для построения диагностической модели применяли методы логистической регрессии и ROC-анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ: Разработана диагностическая модель, дифференцирующая пациентов с шизоаффективным расстройством и шизофренией от здоровых испытуемых, с высокой чувствительностью (73,3%) и специфичностью (80%).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Полученные данные свидетельствуют о диагностической значимости вызванных потенциалов и подтверждают обоснованность их применения в качестве дополнительного объективного метода диагностики.

schizophreniaschizoaffective disorderevoked potentialsfacial affectelectroencephalographydifferential diagnosisшизофренияшизоаффективное расстройствовызванные потенциалылицевая экспрессияэлектроэнцефалографиядифференциальная диагностикаMinistry of Health of the Russian FederationМинистерство здравоохранения Российской Федерации056-00015-24-00The study was carried out as part of the state assignment “Development of a comprehensive battery of tests for the diagnosis of disorders of social and cognitive functions and training of social skills in patients with schizophrenia spectrum disorders based on specially created software using virtual reality technologies” (registration number: 124020800067-0).Работа выполнена в рамках государственного задания «Разработка комплексной батареи тестов для диагностики нарушений социально- когнитивных функций и тренинга социальных навыков у пациентов с расстройствами шизофренического спектра на основе специально созданного программного обеспечения с использованием технологий виртуальной реальности» (регистрационный номер: 124020800067-0).Beck AT, Ward CH, Mendelson M, et al. Reliability of psychiatric diagnoses: 2. A study of consistency of clinical judgments and ratings. Am J Psychiatry. 1962;119(4):351–357. doi: 10.1176/ajp.119.4.351Copeland JR, Kelleher MJ, Kellett JM, et al. Diagnostic Differences in Psychogeriatric Patients in London and New York: United Kingdom – United States Diagnostic Project. Can Psychiatr Assoc J. 1974;19(3):267–271. doi: 10.1177/070674377401900305Rocha Neto H, Moreira ALR, Hosken L, et al. Inter-Rater Reliability between Structured and Non-Structured Interviews Is Fair in Schizophrenia and Bi-polar Disorders – A Systematic Review and Meta-Analysis. Diagnostics (Basel). 2023;13(3):526. doi: 10.3390/diagnostics13030526Cai XL, Xie DJ, Madsen KH, et al. Generalizability of machine learning for classification of schizophrenia based on resting-state functional MRI data. Hum Brain Mapp. 2020;41(1):172–184. doi: 10.1002/hbm.24797Mallard TT, Karlsson Linnér RK, Grotzinger AD, et al. Multivariate GWAS of psychiatric disorders and their cardinal symptoms reveal two dimensions of cross-cutting genetic liabilities. Cell Genomics. 2022;2(6):100140. doi: 10.1016/j.xgen.2022.100140Berk M. Biomarkers in psychiatric disorders: status quo, impediments and facilitators. World Psychiatry. 2023;22(2):174–176. doi: 10.1002/wps.21071Fedotov IA, Shustov DI. [The meaning of event-related potentials P50 and P300 in diagnosis and therapy of psychosis: a systematic review of meta-analyses]. Social’naja i klinicheskaja psihiatrija. 2024;34(1):78–86. Russian. doi: 10.34757/0869-4893.2024.34.1.007Fedotov IA, Shustov DI, Kudinov DD, et al. [Cognitive evoked potentials for sensory filtering (n100, p200), semantic phrase processing (n400), performance monitoring and feedback, and facial expression processing and stead-state auditory evoked potentials in psychosis: a systematic review of meta-analyses]. Social’naja i klinicheskaja psihiatrija. 2025;35(1):53–61. Russian.Karjakina MV, Shmukler AB. [Cognitive deficit geterogenecity in patients with schizophrenia and schizophrenic spectrum disorders]. Social’naja i klinicheskaja psihiatrija. 2021;31(3):13–20. Russian.Murashko AA. [Neurophysiological peculiarities of face perception in schizophrenia spectrum disorders]. Social’naja i klinicheskaja psihiatrija. 2018;28(3):87–91. Russian.Gao Z, Zhao W, Liu S, et al. Facial Emotion Recognition in Schizophrenia. Front Psychiatry. 2021;12:633717. doi: 10.3389/fpsyt.2021.633717Mewton P, Dawel A, Miller EJ, et al. Meta-analysis of Face Perception in Schizophrenia Spectrum Disorders: Evidence for Differential Impairment in Emotion Face Perception. Schizophr Bull. 2024;51(1):17–36. doi: 10.1093/schbul/sbae130Zhirmunskaja EA, Losev VS. [Systems of description and classification of human electroencephalograms]. Moscow: Nauka; 1984. Russian.Kay SR, Fiszbein A, Opler LA. The positive and negative syndrome scale (PANSS) for schizophrenia. Schizophr Bull. 1987;13(2):261–276. doi: 10.1093/schbul/13.2.261Loewy RL, Bearden CE, Johnson JK, et al. The prodromal questionnaire (PQ): preliminary validation of a self-report screening measure for prodromal and psychotic syndromes. Schizophr Res. 2005;77(2-3):141–149. doi: 10.1016/j.schres.2005.03.007Rush AJ, Trivedi MH, Ibrahim HM, et al. The 16-Item Quick Inventory of Depressive Symptomatology (QIDS), clinician rating (QIDS-C), and self-report (QIDS-SR): a psychometric evaluation in patients with chronic major depression. Biol Psychiatry. 2003;54(5):573–583. doi: 10.1016/s0006-3223(02)01866-8Annett M. A classification of hand preference by association analysis. Br J Psychol. 1970;61(3):303–321. doi: 10.1111/j.2044-8295.1970.tb01248.xHohlov NA, Burova AV. [Modification of the questionnaire by M. Annett to assess functional asymmetry: standardization and psychometric characteristics]. Aprobacija. 2014;(8):65–73. Russian.Leucht S, Samara M, Heres S, et al. Dose Equivalents for Antipsychotic Drugs: The DDD Method. Schizophr Bull. 2016;42(Suppl 1):S90–S94. doi: 10.1093/schbul/sbv167Lundqvist D, Flykt A, Öhman A. The karolinska directed emotional faces. Stockholm: Karolinska Institute; 1998.Goeleven E, De Raedt R, Leyman L, et al. The Karolinska Directed Emotional Faces: A validation study. Cognition & Emotion. 2008;22(6):1094–1118. doi: 10.1080/02699930701626582Kebets V, Favre P, Houenou J, et al. Fronto-limbic neural variability as a transdiagnostic correlate of emotion dysregulation. Transl Psychiatry. 202121;11(1):545. doi: 10.1038/s41398-021-01666-3Gangl N, Conring F, Federspiel A, et al. Resting-state perfusion in motor and fronto-limbic areas is linked to diminished expression of emotion and speech in schizophrenia. Schizophrenia (Heidelb). 2023;9(1):51. doi: 10.1038/s41537-023-00384-7Pinkham AE, Penn DL, Perkins DO, et al. Emotion perception and social skill over the course of psychosis: A comparison of individuals “at-risk” for psychosis and individuals with early and chronic schizophrenia spectrum illness. Cogn Neuropsychiatry. 2007;12(3):198–212. doi: 10.1080/13546800600985557Fakra E, Salgado-Pineda P, Delaveau P, et al. Neural bases of different cognitive strategies for facial affect processing in schizophrenia. Schizophr Res. 2008;100(1-3):191–205. doi: 10.1016/j.schres.2007.11.040Spektor VA, Mnacakanjan EV, Spektor ED, et al. [Schizophrenia classification based on neurophysiological measures]. Social’naja i klinicheskaja psihiatrija. 2024;34(3):23–32. Russian.Campanella S, Montedoro C, Streel E, et al. Early visual components (P100, N170) are disrupted in chronic schizophrenic patients: an event-related potentials study. Neurophysiol Clin. 2006;36(2):71–78. doi: 10.1016/j.neucli.2006.04.005Horan WP, Hajcak G, Wynn JK, et al. Impaired emotion regulation in schizophrenia: evidence from event-related potentials. Psychol Med. 2013;43(11):2377–2391. doi: 10.1017/s0033291713000019Hamilton HK, Mathalon DH, Ford JM. P300 in schizophrenia: Then and now. Biol Psychol. 2024;187:108757. doi: 10.1016/j.biopsycho.2024.108757Saha A, Park S, Geem ZW, et al. Schizophrenia Detection and Classifi-cation: A Systematic Review of the Last Decade. Diagnostics (Basel). 2024;14(23):2698. doi: 10.3390/diagnostics14232698Horley K, Gonsalvez C, Williams L, et al. Event-related potentials to threat-related faces in schizophrenia. Int J Neurosci. 2001;107(1-2):113–130. doi: 10.3109/00207450109149761Turetsky BI, Dress EM, Braff DL, et al. The utility of P300 as a schizophrenia endophenotype and predictive biomarker: clinical and socio-demographic modulators in COGS-2. Schizophr Res. 2015;163(1-3):53–62. doi: 10.1016/j.schres.2014.09.024