Модулирование нейрональной пластичности как основа реабилитации после инсульта

Современное понимание механизмов, лежащих в основе изменений нейрональной пластичности после инсульта, основано на данных экспериментальных моделей, а также клинических исследований, и предо­ставляет собой основу для научно-обоснованной ней­рореабилитации. В этом обзоре мы впервые опишем основные структурные и функциональные составляю­щие нейрональной пластичности, которые, как пола­гают, способствуют восстановлению функций после инсульта. Далее мы обсудим выбранные поведенчес­кие манипуляции и дополнительные лечебные мероп­риятия, стимулирующие нейрональную пластичность и улучшающие восстановление функций, особенно при их применении в сочетании со специализирован­ными методами физиотерапии и в стимулирующей среде.

НЕЙРОНАЛЬНАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ ПОСЛЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ГОЛОВНОГО И СПИННОГО МОЗГА

Пластичность коры головного мозга в зависимости от опыта

Кора головного мозга представляет собой множест­во тесно связанных нервных клеток. Морфология, а также функции этих сложных и пространственно рас­пределенных сетей модулируются или даже контроли­руются глиальным компонентом центральной нервной системы (ЦНС). Способность к адаптации в ответ на изменяющиеся условия является наиболее фундамен­тальным свойством нервной ткани и составляет основу для обучения. Нейрональная пластичность является нейробиологической основой для возможности адап­тироваться и учиться в зависимости от опыта [1]. На структурном уровне нейрональную пластичность опре­деляют разветвления дендритов и аксонов, плотность шипов, количество и размер синапсов, плотность рецепторов, а также количество нейронов в некоторых областях мозга. Эти структурные составляющие ней­рональной пластичности в совокупности определяют сложность сетей нейронов и их активность, а также участие в восстановлении функции после инсульта и других повреждений ЦНС.

Спонтанное восстановление функций после инсульта

Нарушение функции после инсульта связано с гибе­лью клеток в зоне инфаркта, а также дисфункцией клеток в периинфарктной зоне. Кроме того, функция отдаленных областей головного мозга, в т.ч. контра­латеральных областей, которые связаны с очагом пов­реждения, также нарушается из-за гипометаболизма, разобщения сосудов и нервов и аберрантной нейро­трансмиссии, которые в совокупности называются диашизом [1]. В некоторых случаях после инсульта у людей, а также в моделях на животных происходит спонтанное восстановление функции. Считается, что это функциональное восстановление включает три, в некоторой степени дублирующие друг друга фазы:(1) обратное развитие диашиза, активация клеточного генеза и восстановление; (2) изменение свойств сущест­вующих нейронных путей; (3) нейроанатомическая пластичность, ведущая к образованию новых нейро­нальных связей [1]. Основные процессы, лежащие в основе 2-й и 3-й фаз, также участвуют в нормальном обучении. Также было установлено, что функциональ­ное улучшение после повреждения ЦНС представляет собой процесс переобучения [2].

Перераспределение функциональной карты головного мозга

Известно, что головной мозг и особенно кора голо­вного мозга имеют способность изменять структуру и функции нейронов и реорганизовывать свои нейрон­ные сети в ответ на изменения входных и выходных потребностей. При потере нормального входящего сиг­нала к определенной области первичной соматосен­сорной коры из-за повреждения быстрая структурная и функциональная реорганизация, происходящая в этой области, активируется путем сенсорной стимуля­ции окружающих интактных областей. Таким образом, повреждения спинного мозга приводят к раскрытию существующих латентных связей, а также к изменени­ям анатомии соматосенсорной коры, связанной с появ­лением новых поперечных связей [3—5]. Аналогичным образом происходит изменение двигательной карты в первичной моторной коре в ответ на тренировку выполнения определенного задания или в ответ на пов­реждение. Обучение человека или животного выпол­нению конкретной задачи приводит к увеличению дендритов в области моторной коры, управляющей мышцами, задействованными в выполнении задания [2]. Повреждение моторной коры приводит к вовле­чению двигательных областей, которые в меньшей степени были задействованы в осуществлении утра­ченной функции до травмы. Например, у макак восста­новление ловкости после одностороннего поражения двигательной коры опосредовано премоторной корой, ипсилатеральной по отношению к зоне поражения. Инактивация этой области приводит к прекращению восстановления утраченного движения, в то время как не оказывает влияния на функции у обезьян без пов­реждений [6]. Замечание о том, что активность облас­тей коры, задействованных после повреждения, играет важную роль в восстановлении функций в организме человека, поддерживается результатами исследований, в которых показали, что у лиц с хорошим восстановле­нием после инсульта повышена активность дорсальной моторной коры, ипсилатеральной по отношению к зоне поражения [7]. Существуют убедительные дока­зательства, полученные в клинических исследова...

М. Пекна, М. Пекни, М. Нильссон