Объединяя полушария: российские ученые работают над реабилитацией пациентов с инсультом

Команда нейроцентра Сколковского института и врачи из Федерального центра мозга и нейротехнологий (ФЦМН ФМБА России) исследуют нарушения взаимодействий между полушариями головного мозга пациентов с инсультом за несколько секунд до начала движения тела. Анализ мозговой активности в движении может помочь врачам в процессе реабилитации. Подробности — в материале «Известий».

Острая проблема

Инсульт — острое нарушение мозгового кровообращения человека, в большинстве случаев влекущее за собой инвалидность до конца жизни. Инсультных больных в стране сотни тысяч: в 2023 году в России насчитывалось 418 927 больных с инсультом (данные Росстата, прошлогодних итогов пока нет).

Чтобы снизить заболеваемость и найти новые пути к восстановлению нейросетей, ученые Сколтеха и ФЦМН ФМБА России ведут совместную научную работу. Исследование проводится при финансовой поддержке фонда РНФ (грант № 21-75-30024 «Разработка инвазивных и неинвазивных кортикоспинальных и периферических интерфейсов с использованием биомаркерного мониторинга для нейрореабилитации двигательных функций и контроля боли»). Пока научный анализ находится на этапе изучения нейронных процессов при нарушении взаимодействий между левым и правым полушариями головного мозга у инсультного больного. Ученые хотят выяснить, как вернуть мозгу при инсультах способность представлять себе будущее действие и синхронизировать его с разными мозговыми процессами, чтобы восстановить подвижность телу и пластичность — мозгу, которые теряются при болезни.

— Одной из наиболее частых причин инсульта является нарушение кровотока в средней мозговой артерии правого или левого полушария. Это зачастую приводит к развитию одностороннего паралича вследствие разрушения нейронных сетей моторной коры мозга, — говорит старший научный сотрудник Сколтеха и один из участников исследования Николай Сыров.

Прогноз после инсульта во многом зависит от нескольких факторов, считают ученые. Около 10–15% пациентов полностью восстанавливаются, около 25% имеют незначительные последствия. Примерно у 40% наблюдается умеренная или тяжелая инвалидность, около 20% людей погибают в течение первого месяца. Роль здесь играют несколько факторов.

— Первый — тип инсульта, ишемический или геморрагический. При ишемическом инсульте часто прогноз более благоприятный. Второй — размер и локализация очага поражения: повреждение в моторных зонах вызывает нарушения движения, в речевых — афазию и т.д. Третий — скорость оказания помощи: тромболитическая терапия (расщепление тромба) эффективна только в первые 4,5 часа. Еще один фактор — возраст пациента и наличие сопутствующих заболеваний (гипертония, сахарный диабет, фибрилляция предсердий), — говорит директор НИИ нейронаук СамГМУ Минздрава России, к.м.н., врач-невролог Александр Захаров.

Головной мозг представляет

Организм любое свое действие «проигрывает» дважды: вначале в коре головного мозга, где мозг «видит» картину будущего действия, а уже затем человек делает всё, как мозг «увидел». Когда человек готовится пошевелить ступней, ногой, рукой или даже пальцем, в коре головного мозга происходит всплеск латерализованного потенциала готовности — электрического импульса мозга, предшествующего готовности тела к движению. Эти электрические потенциалы зарождаются в затылочной части головного мозга, где расположены зрительные центры, а затем сигнал идет в средний мозг и черную субстанцию, отвечающую за движения и координацию. Латерализованные потенциалы ученые фиксируют посредством электроэнцефалографии (ЭЭГ) и применяют в дальнейшем для оценки механизмов центральной нервной системы.

Чтобы оценить потенциал у инсультных больных и сравнить его с тем же показателем здорового человека, ученые Сколтеха совместно с врачами-реабилитологами ФЦМН спланировали и провели специальное исследование. Одной из его целей было изучение изменений ЭЭГ-потенциалов после инсульта и того, как они могут быть связаны с движением тела, как можно наблюдать их изменения в процессе реабилитации по мере восстановления у пациента моторного навыка. В группу испытуемых вошел 21 пациент с гемипарезом — параличом одной половины тела, вызванным инсультом. Все участники проходили реабилитацию в ФЦМН, и за их здоровьем ежедневно в течение двух недель следили в режиме мониторинга. Во вторую группу испытуемых включили столько же здоровых добровольцев того же возраста.

В ходе экспериментальной сессии испытуемые наблюдали за лампочкой и, как только она зажигалась, как можно скорее нажимали на кнопку на специальной панели. Лампочек было две — так ученые регистрировали движения и здоровой, и пораженной рукой. Если силы в пораженной руке не хватало, чтобы полностью нажать на кнопку, ученые Сколтеха просили испытуемого хотя бы напрячь мышцы руки, совершить попытку движения рукой. Простая на первый взгляд задача активировала в мозге больного сразу несколько процессов: процесс ожидания команды, процесс реакции на лампочку, затем подготовка движения нужной рукой и, наконец, само движение и анализ мозгом обратной связи. Ученые определили, что при воображении движения тела в моторной коре головного мозга появлялся сигнал. А когда тело двигалось реально, то примерно за секунду появления того же сигнала наблюдалась до совершения реального движения в полушарии, противоположном активной руке.

— Мы выяснили, что возникающий в мозге мысленный образ будущего движения тела в реальном и воображаемом движении сильно отличается. Это открытие позволит наблюдать за улучшением положения моторных систем головного мозга еще до их проявления в движениях тела человека и улучшит процессы при реабилитации, — говорит старший научный сотрудник Сколтеха и один из участников исследования Николай Сыров.

У инсульта молодое лицо

Инсульт молодеет, констатируют врачи и ученые. По данным НИИ общей реаниматологии им. В.А. Неговского ФНКЦ РР в прошлом году было почти 1000, а за истекшие шесть месяцев текущего года — уже 700. Сказываются стрессы, питание, экология и далекий от здоровья образ жизни.

Анализ мозговой активности при движении здоровой рукой также может принести интересные и полезные данные для диагностики и реабилитации пораженного инсультом головного мозга. Два полушария мозга работают сообща, и очевидно, что нарушение функции одного приведет к изменению работы второго. «Наша работа — одна из немногих, которые обратили внимание на изменения мозгового контроля «интактной» руки и то, как эти изменения могут использоваться в постинсультной диагностике», — говорит Николай Сыров.

Как именно исследование ученых Сколтеха поможет пациентам восстанавливаться после инсульта, станет ясно не раньше, чем реабилитологи начнут практически применять это открытие.

— Стопроцентное восстановление возможно только в отдельных случаях. Нужно учитывать природу нарушений в ходе болезни, причины развития условий, патогенез инсульта. Для этого всем без исключения пациентам нужна ранняя реабилитация в условиях отделения реанимации, это нормативно закреплено в том числе и в рекомендациях различных. Более 80% пациентов приходят в сознание, — говорит заместитель директора — руководитель НИИ общей реаниматологии им. В.А. Неговского ФНКЦ РР, д.м.н. Артем Кузовлев.

Пациентов центра восстанавливают благодаря реабилитационным технологиям. Крайняя церебральная гипотермия позволяет контролировать температуру коры головного мозга и повышать уровень сознания пациента. Другая технология — лечебный наркоз ксеноном — дает возможность повышать и активизировать процессы нейропластичности, то есть образования новых нейронных сетей в мозге.