Инсульт остается одной из ведущих причин инвалидизации и социальной дезадаптации пациентов, причем остаточные явления перенесенного инсульта разной степени выраженности выявляются более чем у 65% больных [1, 2]. Данные Национального регистра инсульта свидетельствуют, что лишь около 20% выживших после инсульта больных могут вернуться к прежней работе [3]. Большое значение для этой категории больных имеют правильно спланированные реабилитационные мероприятия, которые эффективны в той или иной степени у 80% перенесших инсульт пациентов, у 10% отмечается полное спонтанное восстановление нарушенных функций, и только у 10% реабилитационные мероприятия бесперспективны [4, 5]. В последние годы достигнут значительный прогресс в области реабилитации постинсультных больных. Активно изучаются механизмы компенсаторных процессов в центральной нервной системе (ЦНС) с целью создания новых методов, позволяющих улучшить эффективность реабилитационных мероприятий [6]. Использование нейровизуализационных и нейрофизиологических методов дает возможность изучать процессы реорганизации и пластические изменения в ЦНС, клинически сопровождающиеся функциональным улучшением.

В основе восстановления ЦНС после повреждения лежит феномен нейропластичности, который заключается в способности различных ее отделов к реорганизации как за счет структурных изменений вещества мозга [7], в том числе качественных и количественных нейрональных перестроек [8], так и за счет функциональных систем ЦНС, изменений глии, развития новых межнейрональных связей [9]. Происходит вовлечение областей мозга, не задействованных до его повреждения или участвующих в меньшей степени в выполнении данной функции, при этом реорганизация направлена на компенсацию поврежденных областей или тех, с которыми нарушены функциональные связи [10, 11]. Процессы нейропластичности в ЦНС происходят на разных уровнях - молекулярном, клеточном, синаптическом и тканевом с вовлечением больших групп нейронов в корковых и подкорковых структурах. Паттерн активации мозга каждого пациента в определенный момент отражает состояние реорганизации двигательных нейрональных сетей [12]. При выполнении определенного задания возникает активация нейронной сети, прямо пропорциональная сложности действия, что обусловлено вовлечением существующих, но неактивных элементов функциональной системы [13, 14], а при повреждении - активация «необычных» первичных и вторичных областей обоих полушарий головного мозга, которые способны выполнять функции поврежденных структур [15]. Эти процессы возможны благодаря определенной полифункциональности, в том числе полисенсорной функции нейронов ЦНС [11], способных воспринимать афферентные стимулы различных модальностей, а также вследствие аксонального роста, формирования новых синапсов и увеличения активности новых отделов нейронной сети [7, 14].

При обследовании пациентов, перенесших инсульт, методом позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) были обнаружены избыточно активированные вторичные области в обоих полушариях - дополнительные моторные и немоторные зоны: премоторная (ПМО) и дополнительная моторная (ДМО) области, дорсолатеральная префронтальная кора, мозжечок, островок, нижняя теменная кора, поясная извилина [12, 16-18]. Формирование активационного паттерна зависит от тяжести поражения корковых двигательных областей и волокон белого вещества, а также латерализации очага поражения.

Повреждение первичной моторной коры (ПМК), ПМО и ДМО одного полушария, являющихся параллельными и независимыми двигательными подсистемами, может частично компенсироваться активностью гомологичных моторных областей противоположного полушария, связанных через волокна мозолистого тела и участвующих в процессах функциональной интеграции при реорганизации двигательных сетей мозга [19]. Установлено, что снижение возбудимости ПМК одного полушария приводит к незамедлительному растормаживанию и активизации гомологичной контралатеральной двигательной области [20]. Выявлена обратная зависимость клинического восстановления от степени возбудимости вторичных моторных областей, особенно здорового полушария, и прямая - от увеличения активации первичной сенсомоторной коры пораженного полушария [17, 18], что свидетельствует о возвращении активационного паттерна к физио­логичной цепи контралатерального контроля функции конечности, т.е. нормализации межполушарного баланса, существовавшего до болезни [13]. Однако имеются исследования, результаты которых указывают на важную роль двигательных областей интактного полушария при выполнении сложных и комплексных задач пораженной конечностью (например, сложные движения пальцами у больных с почти полным восстановлением двигательных функций) [21, 22]. Это относится к ПМК, дорсальной ПМО и верхней теменной коре. Избыточная билатеральная активация ПМО чаще всего отмечается при подкорковых [13] и корково-подкорковых повреждениях [23], лишь в единичных исследованиях было отмечено, что премоторная активация не является доминирующей в пораженном полушарии [24]. Считается, что феномен гипервозбудимости ПМО на стороне инфаркта отражает ее чрезмерное вовлечение при попытке выполнить задание, несмотря на поражение кортикоспинального тракта [11]. Это отчасти связано с регулирующим влиянием ПМО на ПМК, которое существует в здоровом мозге, что подтверждено данными фМРТ в норме и при патологии [25, 26].

Разные отделы ЦНС обладают неодинаковым нейропластическим потенциалом. Наиболее высокий адаптационный ресурс отмечается в коре головного мозга. Это связано с многообразием составляющих ее клеточных элементов, наличием параллельных, реципрокных связей и зон перекрытия, что позволяет использовать и/или формировать дополнительные пути и способы передачи сигналов [8]. В основе изменения интактного вещества головного мозга рассматриваются такие процессы, как дисбаланс возбуждения и торможения, деафферентация, реализация ранее неиспользуемых и/или образование новых связей [25].

Любое повреждение ЦНС приводит к активации процессов нейропластичности и, безусловно, применение реабилитационных методов может способствовать более значительной компенсации возникшего дефекта [7, 25]. Однако чрезмерно активная стимуляция в условиях нейрореабилитационного процесса в ряде случаев (в частности, в острейшем периоде инсульта) может привести к ряду неблагоприятных последствий, например задержке восстановления двигательных функций и увеличению очага ишемии [8]. Рассматриваются различные факторы, приводящие к подобному феномену, - дополнительный выброс глутамата и катехоламинов, гипервозбудимость нейронов перифокальной зоны, дисбаланс процессов возбуждения и торможения, однако точные патофизиологические процессы этого явления до конца не выяснены.

Существует тесная связь между афферентной и моторной составляющими нейропластичности: отмечена реорганизация сенсорной коры в ответ на повреждение двигательных зон мозга, а ограниченные патологические процессы в области соматосенсорной коры могут вызывать изменения в моторных областях представительства, например пальцев [6]. Показана возможность реорганизации соматосенсорной коры в виде разнообразных структурно-функциональных изменений, происходящих параллельно с восстановлением двигательных функций, что не удивительно, учитывая тесное афферентно-эфферентное взаимодействие на всех уровнях ЦНС [25, 27, 28]. Обнаружены высокоспецифичные проекции из сенсорной коры в моторную, где каждая сенсорная колонка проецируется лишь в несколько двигательных областей [15]. Между всеми корковыми полями существует непрерывное взаимодействие, контролируемое в свою очередь афферентным потоком, что отмечалось еще П.К. Анохиным [29] при описании функциональных систем ЦНС, и динамичность церебральных процессов в значительной мере определяется афферентной составляющей. При этом зоны коркового представительства могут меняться в зависимости от поступающей сенсорной информации. У пациентов, перенесших инсульт, двигательные расстройства сочетаются с чувствительными нарушениями в 40-65% случаев [30-32]. Таким образом, афферентная система играет важную роль в центральном моторном контроле, что необходимо учитывать при проведении восстановительных мероприятий.

К принципам реабилитации двигательных нарушений при церебральном поражении относятся модуляция корковой возбудимости и периферическая сенсомоторная стимуляция. Увеличения активности или возбудимости пораженного полушария можно достичь с помощью ритмической транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) в режиме активизации с использованием последовательных магнитных стимулов с одинаковым интервалом между ними, а торможения активности непораженного полушария - с помощью ритмической ТМС в режиме торможения с одновременным ограничением использования здоровой руки и активизации афферентации от пораженной конечности [33, 34]. Последнее включает нервно-мышечную электростимуляцию, эффект которой связан как с возбуждением больших α-мотонейронов, так и с облегчающим действием со стороны кожных афферентов [7], лечебную гимнастику со стимуляцией произвольных движений в пораженной конечности, использование роботизированных комплексов для облегчения движений в паретических конечностях [9, 35]. При выраженном афферентном дефиците целесообразно применение большего количества сенсорных стимулов и включение их в действующие уровни управления сенсомоторным поведением, например сочетание электростимуляции и биологической обратной связи в реабилитационном процессе.

Известно, что повторяющиеся движения формируют основу двигательного обучения и способствуют восстановлению. Одним из возможных механизмов является феномен длительного потенцирования и структурной трансформации синапсов, который зависит от частоты активации соответствующих путей к сенсомоторной коре [32]. Повторяющееся выполнение упражнений у пациентов, перенесших инсульт, приводит к активации сенсомоторной коры пораженного полушария и увеличивает кортикоспинальную возбудимость [23, 36]. Увеличение зон активации корковых областей в пораженном полушарии при парных импульсах ТМС после описанной двигательной терапии, как правило, коррелирует со значительным клиническим улучшением в паретичных конечностях [23]. Этот эффект можно объяснить увеличением числа функцио­нирующих синапсов в центральных отделах моторного анализатора и динамической перестройкой функциональных систем мозга при направленных двигательных нагрузках, контролируемых обратными связями, что означает активное участие в реабилитационном процессе: пациент получает информацию об изменениях какого-либо биологического показателя и способен влиять на результат проводимого тренинга [37].

Восходящий афферентный поток оказывает активизирующее влияние на центральные структуры, обеспечивая уровень их тонического состояния. Проприоцептивные стимулы изменяют функциональные свойства нейронов, способствуя их превращению в полимодальные и обеспечивая повышенную восприимчивость к стимулам различной модальности [38]. Обсуждается участие проприоцептивной афферентации в контроле произвольных движений, регуляции соотношения процессов возбуждения и торможения в ЦНС, а также ее триггерная роль в развитии двигательных нарушений на разных уровнях мышечного аппарата [39].

Одним из мощных источников проприоцептивного сенсорного потока являются опорные отделы стоп [40]. В экспериментах с моделированием гипогравитации и механической стимуляцией опорных зон стоп была показана важная роль опорной афферентации в контроле состояния спинальных двигательных систем, регуляции позно-тонических реакций - совместная деятельность опорной и мышечной афферентных систем в управлении локомоцией [39, 41].

Под влиянием опорной афферентации происходит стимуляция процессов нейропластичности [42]. Активизация опорной афферентации приводит к уменьшению спастичности мышц, восстановлению координации движений, что связывают с развитием новых функциональных связей в головном мозге, способствующих восстановлению нарушенного моторного стереотипа [39]. Нарушение этих процессов происходит при длительной иммобилизации (например, после инсульта, черепно-мозговой или спинальной травмы), что клинически выражается последующим развитием нарушений позы и локомоции. Механическая стимуляция опорных зон стоп активирует опорную афферентацию и, как следствие, системы позных синергий, устраняет патологически повышенный тонус мышц, участвующих в организации позы и ходьбы [41, 43]. Моделирование сенсорного образа ходьбы в режиме физиологической циклограммы с формированием нового мощного потока проприоцептивной импульсации у пациентов с детским церебральным параличом (ДЦП) приводит к уменьшению степени выраженности дисбаланса рефлекторной сферы [40].

У перенесших инсульт пациентов использование метода динамической проприоцептивной коррекции с помощью лечебных костюмов позволяет уменьшить выраженность позно-тонических нарушений, патологических синкинезий и клонусов, нормализовать сложные локомоторные акты, обеспечивающие ходьбу, восстановить моторный стереотип [43]. В основе метода лежит создание афферентного потока, который воздействует не только на поврежденные в результате инсульта нейроны, но и на соседние структуры. Таким образом, воздействие на разные афферентные модальности при проведении нейрореабилитационных мероприятий оказывает благоприятное влияние при локализации очага в ЦНС.

Несмотря на достижения в нейрореабилитации и наличие большого спектра разнонаправленных восстановительных мероприятий, значительная часть больных, перенесших инсульт, имеют стойкие двигательные нарушения. Это можно объяснить отсутствием ясности в понимании механизмов восстановления двигательных функций, противоречивостью данных о влиянии разнообразных факторов на процессы реабилитации, недостаточным учетом при построении реабилитационных программ основных механизмов организации моторных функций, в том числе фактора межполушарной асиммет­рии, трудностями при определении режима реабилитации (методика, оптимальная продолжительность и интенсивность проводимых мероприятий), противоречивостью сведений об отдаленных результатах лечения больных в позднем восстановительном и резидуальном периодах [9, 44 - 48].

Период 3-6 мес от развития инсульта рассмат­ривается как время наиболее активного восстановления двигательных функций [4]. Функциональное улучшение происходит преимущественно в течение срока до 1 года после инсульта, а восстановление сложных моторных навыков может продолжаться и несколько лет [7, 8]. Было показано наличие компенсаторных процессов и спустя несколько лет после перенесенного инсульта [46]. В многоцентровом рандомизированном контролируемом исследовании, включавшем 127 пациентов с умеренным и выраженным гемипарезом, был показан долгосрочный эффект интенсивной реабилитации даже спустя несколько лет после развития заболевания [45]. У некоторых пациентов в этот период отмечается нормализация внутрикоркового ингибирования в пораженном полушарии, проявляющаяся улучшением в двигательной сфере, к чему не приводят аналогичные процессы в интактном полушарии, что свидетельствует об отсутствии функциональной значимости гипервозбудимости моторной коры непораженного полушария [48].

У больных с давностью развития гемипареза от 4 до 15 лет интенсивная тренировка пораженной руки при фиксировании здоровой может приводить к уменьшению выраженности пареза, также наблюдаются значительные изменения синаптической активности ипсилатеральной церебральной коры [49]. Считается оправданным применение подобного реабилитационного метода лишь после полугода от начала заболевания [7]. Подчеркивается, что активная реабилитация должна продолжаться до тех пор, пока не будет наблюдаться объективное улучшение неврологических функций [50]. Именно поэтому актуальны дальнейшие клинические и нейрофизиологические исследования с участием таких больных с целью углубления имеющихся представлений о механизмах двигательных нарушений и разработки патогенетически обоснованных схем восстановительного лечения.

Нейровизуализация на фоне проведения реабилитационных мероприятий широко применяется для изучения реорганизации белого вещества после поражения головного мозга. Метод фМРТ основан на оценке изменения уровня оксигенации крови. Его пространственное разрешение достигает субмиллиметрового уровня и является наиболее эффективным среди всех методов нейровизуализационной диагностики, что позволяет использовать его для изучения изменения мозга вследствие повреждения, динамического наблюдения перестройки зон активации в ответ на проводимую терапию, ремоделирования белого вещества [51, 52]. Использование фМРТ позволяет определить прогностическое значение различных вариантов функциональной перестройки коры для восстановления нарушенных функций и выработать оптимальные алгоритмы лечения. Оценка структурной целостности проводящих путей возможна при использовании стандартного режима МРТ и методики диффузионно-взвешенной МРТ или магнитно-резонансной трактографии (МРТт) [53]. Однако это не всегда возможно, например при малых повреждениях мозга [54]. МРТт позволяет количественно оценивать сохранность кортикоспинального тракта, прижизненно визуализировать проводящие пути и соотносить полученную трехмерную картину с зоной инфаркта [53-55].

Изучение активности ЦНС с помощью фМРТ у пациентов в позднем восстановительном периоде после месяца тредмил-тренировок обнаружило корреляцию между увеличением выносливости при ходьбе и повышением активности в первичной сенсомоторной коре, двигательной зоне поясной извилины и хвостатом ядре обоих полушарий, а также таламусе пораженного полушария [6].

При исследовании с помощью трактографии ПМК, ДМО, дорсальной и вентральной ПМО и соответствующих им нисходящих трактов у пациентов в позднем восстановительном периоде левополушарного инсульта были проанализированы предик­торы эффективности роботизированной терапии, проводимой для облегчения движений в пораженной руке [47]. Был сделан вывод о прогностической ценности определения степени повреждения нисходящих двигательных путей от ПМК, ДМО и дорсальной ПМО. Высказано мнение, что поражение определенного проводящего тракта может быть лучшим предиктором эффективности лечения, чем объем очага инфаркта. Однако при поражении до 90% проводящих путей от ПМК наблюдалась диссоциация: у одних пациентов наблюдался умеренный двигательный дефицит и результаты лечения были хорошими, у других - выраженный гемипарез и неудовлетворительный эффект нейрореабилитационных мероприятий. В основе этого явления может лежать меньший объем нисходящих путей от ПМК, особенности топографии и плотности волокон этого тракта.

К факторам, определяющим эффективность реабилитационной терапии, также относятся целостность белого вещества по данным ТМС и МРТт, преимущественное поражение нисходящих двигательных путей, а не самой моторной коры [26, 47, 56, 57]. При обширном поражении двигательной коры восстановления не происходит, тогда как при выраженном повреждении нисходящих эфферентных проводников возможно функциональное восстановление, что свидетельствует о большем нейропластическом потенциале белого вещества ЦНС по сравнению с корковыми поражениями [47].

Широко используемая ТМС является неинвазивным методом исследования кортикоспинального тракта, внутри- и межполушарных связей, позволяет оценивать степень возбудимости церебральных мотонейронов и проводить исследование кортикотопического представительства различных мышц [12, 19, 23, 58, 59]. Стандартная или одноимульсная ТМС применяется для оценки функциональной целостности системы верхнего мотонейрона, остаточных двигательных функций и прогнозирования функционального восстановления [23]. ТМС парными импульсами с короткими и большими меж­импульсными интервалами позволяет изучать механизмы внутрикоркового торможения и возбуждения, межполушарного ингибирования, а также уточнять роль церебральных полей в реорганизации головного мозга после повреждения [48, 58, 59]. ТМС считается надежным методом оценки пластических изменений мозга [23].

Восстановительный метод функциональной электрической терапии основан на электрической стимуляции в сочетании с интенсивной тренировкой пораженной конечности, что вызывает мощный центральный восходящий сенсорный поток. Эти афферентные импульсы интегрируются во вновь образованную сенсомоторную схему и активизируют ранее существовавшие сенсомоторные механизмы ЦНС [9]. Другими методами контролируемого локального воздействия на пластическую адаптацию коры являются парно-импульсная ТМС, ритмическая ТМС, эпидуральная стимуляция, ТМС постоянным током или прямая текущая транскраниальная стимуляция [21, 44, 60]. Использование данных методов позволяет дифференцированно влиять на корковую деятельность ключевых «структур-мишеней»: снижать активацию в мозге, приводящую к неблагоприятному эффекту (например, при наличии болевого синдрома и дистонических нарушений), или усиливать активацию, сопряженную с улучшением двигательной функции, что позволяет в дальнейшем индивидуально ремоделировать нейрональные сети при реабилитации каждого больного [53]. Так, ТМС постоянным током посредством увеличения возбудимости моторной коры способствует улучшению двигательной функции кисти у пациентов в позднем восстановительном периоде после инсульта и облегчает двигательное обучение [44, 61]. Ритмическая ТМС, осуществляя обратную положительную регуляцию возбудимости (стимуляцию) в пределах ПМК пораженного полушария или отрицательную (ингибирование) - в противоположном, приводит к улучшению двигательных функций [34]. Предположительно это связано с тем, что обратная отрицательная регуляция возбудимости в интактном полушарии путем нарушения транскаллозального ингибирования может исправить аномально высокое межполушарное торможение по отношению к пораженному полушарию, вызывая парадоксальное улучшение функции паретичной руки, однако эта гипотеза требует дальнейшей разработки [6]. Использование неинвазивной ритмической ТМС позволяет ускорить процессы реорганизации и улучшить ответ на традиционное лечение, что дает возможность рассматривать этот метод в качестве потенциального терапевтического вмешательства. Текущая транскраниальная прямая стимуляция обоих полушарий (торможение активности интактного при стимуляции пораженного полушария в течение получаса) в сочетании с периферической сенсомоторной стимуляцией оказывает больший клинический эффект в плане восстановления двигательных функций у пациентов с умеренным и выраженным гемипарезом через 5 мес после инсульта по сравнению с аналогичным воздействием только на одно полушарие при одновременной активизации восходящего соматосенсорного потока или ритмической ТМС в сочетании с интенсивной тренировкой паретичной руки при фиксации здоровой [62].

Вопрос активации после инсульта непораженного полушария является неоднозначным с позиции процессов нейропластичности, вопреки существующему мнению о менее благоприятном прогнозе восстановления при увеличении активности коры ипсилатерального полушария [8, 47, 58]. Исследование с помощью ТМС и фМРТ показало у пациентов после инсульта увеличение активационного паттерна в обоих полушариях [21]. Активация интактного полушария при движениях паретичной рукой, отмечаемая в подострой стадии инсульта, уменьшается с течением времени и возвращается к исходному уровню при хорошем восстановлении или сохраняется в течение нескольких лет после инсульта, если реорганизация в пораженном полушарии недостаточна для выполнения определенных задач [18, 21, 22]. Значение этой активации до сих пор неясно: обсуждаются негативные последствия этого процесса для восстановления нормального паттерна движения в противовес гипервозбудимости пострадавшего полушария [10, 18], а также гипотеза, утверждающая, что нестабильность сенсомоторной системы в поврежденном полушарии, вызванная поражением ПМК, может быть компенсирована усилением возбудимости дорсальной ПМО, ПМК и верхней теменной коры интактного полушария [22]. В исследованиях с проведением функционального картирования мозга [35, 63] было подтверждено, что многие эффекты нейрореабилитации проявляются опосредованно не только через сохранившуюся двигательную систему пораженного инсультом полушария (ДМО, дорсальную и вентральную ПМО), но и через ПМК ипсилатерального интактного полушария. В связи с этим обсуждаются причины существенной вариабельности ответа на лечение у пациентов, обусловленные разной степенью повреждения ключевых структур эфферентной системы, которая может быть определяющим фактором эффективности терапии [25]. Двигательные зоны коры могут определять эффективность лечения с учетом наличия прямых кортикоспинальных проекций от указанных корковых полей [64]. Обсуждается роль ипсилатеральных моторных проводящих путей в восстановлении двигательных функций [16]. Показано, что несмотря на вариабельность локализации инфарктов мозга и различные типы функциональной реорганизации, одним из определяющих факторов является наличие или отсутствие повреждения ПМК пораженного полушария [57, 65].

Таким образом, технологические возможности современных методов исследования структурной и функциональной организации мозга значительно опережают их реальное использование для повышения эффективности реабилитации. Очевидно, что изучение вопросов нейрореабилитации после инсульта невозможно без внедрения результатов экспериментальных исследований в клиническую практику. Высокая социальная значимость и актуальность проблемы реабилитации требуют применения научно обоснованных схем восстановительного лечения с обязательным соблюдением принципов доказательной медицины, что позволит значительно снизить долю постинсультной инвалидизации.