15 декабря 2021, 23:00

Реабилитацию детей с артрогрипозом может облегчить стимуляция мозга

Совместно с НМИЦ детской травматологии и ортопедии им. Турнера исследователи НИУ ВШЭ изучили, как мозг детей с артрогрипозом после пересадки мышц контролирует сгибание локтя. Оказалось, что у таких пациентов вовлекается больше моторных нейронов, то есть начало нового движения требует от мозга больше усилий. Статья опубликована в Frontiers in Pediatrics. 

Исследование проводится в рамках гранта РНФ, возглавляемого Ииро Яскелайненом, научным руководителем Международной лаборатории социальной нейробиологии Института когнитивных нейронаук. 

Реабилитацию детей с артрогрипозом может облегчить стимуляция мозга
Пока испытуемый имитирует действие — поднести ложку ко рту — активность его мозга записывается с помощью МЭГ

Артрогрипоз — врожденная аномалия опорно-мышечного аппарата, при которой конечности деформированы, суставы и мускулы недоразвиты, а движения в целом ограничены. Врожденный множественный артрогрипоз встречается у одного из 10 000 новорожденных. Заболевание не прогрессирует с возрастом и не снижает когнитивные способности ребенка. 

При артрогрипозе важно восстановить способность к сгибанию локтя — тогда человек сможет заботиться о себе без посторонней помощи. Это достигается пересадкой мышц, которые смогут управлять локтевым сгибом. При реабилитации таких пациентов необходимо научить их мозг управлять конечностью так, как раньше ему было недоступно. Мозг не владеет паттерном движения, которое человек не воспроизводил в своей повседневной деятельности. 

Исследование активности мозга, связанной со сгибанием локтя, позволяет разработать наиболее эффективные методики реабилитации пациентов с артрогрипозом, которым назначена пересадка мышц. Такие исследования редко проводились с участием детей, а их мозговая активность может сильно отличаться от активности у взрослых.

Чтобы восполнить этот пробел, ученые Института когнитивных нейронаук ВШЭ  провели эксперимент. Для участия в исследовании пригласили четверых детей с врожденным множественным артрогрипозом и пять здоровых детей 5–10 лет. Трое из четверых детей с артрогрипозом ранее перенесли операцию по пересадке мышцы для восстановления сгибания локтя. В исследовании также участвовала группа из пяти здоровых взрослых.

Во время эксперимента испытуемый сидел за столом и по команде экспериментатора подносил руку ко рту, имитируя процесс приема пищи. В это время активность его мозга записывалась с помощью магнитоэнцефалографа (МЭГ). Всего от участников требовалось совершить 80 движений — по 40  каждой рукой.

Анализ собранных данных показал, что у пациентов с артрогрипозом, которые перенесли пересадку мышц, чаще наблюдалась двухсторонняя активация коры мозга при движении одной рукой. У них эта активность была более рассредоточена по коре по сравнению со здоровыми детьми и взрослыми. 

«Активность двух сторон коры головного мозга можно объяснить общей трудностью в инициировании движения: пациентам с артрогрипозом нужно вовлечь больше моторных нейронов в эту задачу. При этом их движения были менее точными и более медленными по сравнению с здоровыми испытуемыми», — поясняет один из авторов статьи, старший научный сотрудник Института когнитивных нейронаук ВШЭ Евгений Благовещенский.

Динамика мозговой активности у пациентов отличалась от динамики здоровых испытуемых: вызванные движением мозговые отклики имели большее распределение во времени по сравнению с контрольной группой. Чем медленнее выполнялось движение пациентом, тем более распределенная во времени картина суммарной активности сопровождала его. Вероятно, это объясняется вовлечением сложного компенсаторного механизма в процесс сгибания локтя.

По мнению исследователей, так как после пересадки мышц именно начало движения вызывает у детей с артрогрипозом наибольшие трудности, возможные стратегии реабилитации таких пациентов могут включать неинвазивную стимуляцию мозга — она облегчит начало движения. 

Источник:  Пресс-службы РНФ и НИУ ВШЭ

Публикации из новости

Читайте также

Найдены антибиотики для безопасного лечения бактериальных инфекций у младенцев
Ученые доказали, что не все антибиотики, используемые для лечения тяжелых бактериальных инфекций у младенцев, вредят работе почек. Оказалось, что есть комбинации препаратов, которые, наоборот, улучшают состояние этих органов при болезни. Полученные данные помогут врачам подбирать безопасное лечение для новорожденных, которое не приведет к серьезным побочным эффектам.
Бактериология
Медицина
Педиатрия
15 февраля 2024
Модель машинного обучения выявила болезнь Паркинсона по сигналам ЭЭГ
Ученые разработали модель машинного обучения, позволяющую за сотые доли секунды по результатам электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с 99,9% точностью выявлять болезнь Паркинсона. Еще одно преимущество нового алгоритма — в совместимости с портативными бытовыми устройствами, которые пациенты могут иметь у себя дома. Поэтому предложенный алгоритм может использоваться не только в больнице при диагностике, но и в домашних условиях для мониторинга состояния здоровья людей с ранее выявленной болезнью Паркинсона.
Машинное обучение
Медицина
Нейробиология
4 декабря 2023
Алгоритм распознал глобальные особенности в мозге людей с депрессией
Авторы по снимкам активности мозга строили функциональные сети, отражающие взаимодействия разных отделов головного мозга больных и здоровых людей. Различить две эти группы удалось с точностью в 82,6%
Машинное обучение
Медицина
Нейробиология
Нейросети
4 июля 2023
Магнитная стимуляция мозга помогла улучшить контроль движений
Такой подход может сделать реабилитацию людей с неврологическими заболеваниями более эффективной и помочь спортсменам улучшить результаты
Медицина
Нейробиология
6 июня 2023
Меньше кислорода и больше углекислого газа — рецепт защиты мозга от ишемии
Выдерживание в таких условиях позволило до 21 раза снизить количество погибших из-за ишемического инсульта клеток мозга. В новой работе ученые выяснили, за счет каких механизмов это происходит
Медицина
Молекулярная биология
Нейробиология
1 февраля 2023
Новое соединение помогло крысам с инсультом, даже когда упущены «золотые часы»
Производные N-гетероциклов, введенные спустя сутки после инсульта, повысили активность животных и ускорили восстановление
Медицина
Медицинская химия
Нейробиология
Фармация
14 октября 2022