Котов С.В.

Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

Исакова Е.В.

Зайцева Е.В.

ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва, Россия

Когнитивные нарушения после инсульта и возможности их нефармакологической коррекции с применением вестибулярной стимуляции на основе биологической обратной связи по опорной реакции

Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2020;120(3-2): 16-22

Просмотров : 116

Загрузок : 4

Как цитировать

Котов С. В., Исакова Е. В., Зайцева Е. В. Когнитивные нарушения после инсульта и возможности их нефармакологической коррекции с применением вестибулярной стимуляции на основе биологической обратной связи по опорной реакции. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2020;120(3-2):16-22. https://doi.org/10.17116/jnevro202012003216

Авторы:

Котов С.В.

Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

Все авторы (3)

Инсульт является одной из ведущих причин инвалидизации во всем мире. Основу нарушений дееспособности наряду с двигательными расстройствами определяют сниженные когнитивные функции. Распространенность постинсультной деменции в популяции достаточно широка, показатели варьируют, составляя в США через 3 мес после инсульта 31%, во Франции — 47,3%, в Сингапуре — 44%. В Нидерландах показатель особенно высок: через 1 мес после инсульта он составляет 82%, через 6 мес — 69%, через 1 год — 58% [1]. Объясняется такая большая вариабельность значений показателя особенностями страны проживания пациента, расовой принадлежностью, возрастом, уровнем образования, социальным статусом, наличием факторов сердечно-сосудистого риска, а также критериями, используемыми в диагностике [2, 3].

Наличие когнитивных нарушений у пациентов после инсульта выявляется даже в тех случаях, когда в исходе отмечалось успешное клиническое выздоровление. В исследовании H. Jokinen и соавт. [4] представлены данные о больных с хорошим функциональным восстановлением через 3 мес: оценка по модифицированной шкале Рэнкина 0—1 балл (нет инвалидности); при этом у 71% из них были диагностированы когнитивные расстройства. Проведенный в этой работе детальный анализ выявил ухудшение через 3 мес, по крайней мере, в одном из когнитивных доменов шкалы, нарушения в нескольких доменах (≥3 баллам) были зафиксированы у 50% больных. Наиболее часто были нарушены память, зрительно-пространственная ориентация, исполнительные функции, речь.

Учитывая вышеизложенное, сложно переоценить важность разработки новых нейрореабилитационных программ для коррекции когнитивных расстройств, включающих различные физические факторы, направленные на уменьшение бремени болезни, преодоление затруднений взаимодействия и обучаемости, в конечном итоге — повышение качества жизни после инсульта, что подтверждают многочисленные исследования, демонстрирующие роль исполнительных функций в качестве предиктора достижения целей медицинской реабилитации [5, 6].

В то же время на протяжении достаточно долгого периода основным направлением работы с пациентами в построении реабилитационных программ после инсульта были мероприятия, направленные исключительно на коррекцию двигательных расстройств. Роль когнитивных функций в восстановлении, в том числе при нарушении функции движения, была выделена как ведущая сравнительно недавно. Последние десятилетия ознаменовались особенным вниманием к изучению когнитивных нарушений, определением их места в процессе восстановительного лечения, немедикаментозных подходов коррекции.

Анализ координирующей роли высших психических функций в моделировании этапов функционального восстановления позволил переосмыслить ведущие направления реабилитационных мероприятий, правильно расставить основные акценты в работе, определить приоритетные задачи, направляя усилия не только на восстановление мышечной силы в паретичных конечностях, но и изменяя, например, ощущение положения тела в пространстве, постуральную стабильность, меняя мотивацию больного, тем самым изменяя его функциональное состояние.

Мнения исследователей по поводу сроков восстановления когнитивных функций после инсульта и наличия реабилитационного потенциала различаются. В работе J. Branco и соавт. [7] было показано, что функциональное восстановление у пациентов после инсульта происходило наиболее активно в сроки до 24 нед после острого эпизода, при этом большинство функциональных улучшений, как правило, было достигнуто в течение первых 12 нед. Особо отмечалось, что когнитивные функции имеют тенденцию улучшаться раньше, чем двигательные, причем наиболее существенно — в течение первых 3 нед.

Данные исследования E. Elgh и соавт. [8], включающего 10-летнее наблюдение за пациентами после инсульта в возрасте до 65 лет с детальным анализом когнитивных функций (исполнительные функции, речь, скорость обработки информации, зрительно-пространственная ориентация, рабочая и оперативная память, эффективность запоминания), свидетельствовали о том, что процесс восстановления продолжается непрерывно на протяжении всего периода наблюдения. Авторы наблюдали постепенное улучшение рабочей памяти, зрительно-пространственной ориентации уже через 7 мес после развития заболевания с последующей их стабилизацией в течение 10 лет, за весь период не было обнаружено дальнейшего ухудшения речевых функций. При этом скорость процесса обработки новой информации значительно снижалась через 10 лет по сравнению с 7 мес после дебюта инсульта. Кроме того, была выявлена низкая положительная корреляция исходного уровня образования с улучшением состояния когнитивных функций.

Полученные данные обогащают представление о динамической траектории восстановления когнитивных функций после инсульта, что имеет важное значение в клинической практике, в том числе для планирования реабилитационных мероприятий и прогнозирования функциональных возможностей больного.

На сегодняшний день доказанные эффективные подходы нефармакологического воздействия коррекции когнитивного дефицита после инсульта объединяют различные направления, включая аэробные и силовые упражнения, высокотехнологичные методы нейрореабилитации, восстановительные методики стимулирования и тренинги. В последнюю группу входят занятия с логопедом-нейропсихологом с выполнением задач по индивидуальной программе с используемым специальным стимульным материалом в зависимости от диагностированного утраченного домена, компьютерные когнитивные тренировки — тренинги с использованием компьютерных программ для улучшения памяти, внимания, визуального восприятия, навыков планирования и решения задач, направленных на активацию процессов нейропластичности [9].

Достаточно перспективным направлением в когнитивной реабилитации, активно разрабатываемым в мире, является применение вестибулярной стимуляции. В литературе появляется все больше данных, показывающих ее эффективность в коррекции когнитивных расстройств: вестибулярная система оказывает существенное влияние на когнитивные функции и наоборот [10—12]. Наиболее убедительные доказательства касаются связи вестибулярной функции с визуально-пространственными способностями, включающими в себя пространственную память, навигацию, мысленное вращение и мысленное представление трехмерного пространства. Результаты проведенных клинических исследований свидетельствуют о влиянии вестибулярной системы на внимание и способность к когнитивной обработке [13—15].

Восприятие собственного движения и равновесия кодируется вестибулярным обнаружением инерционного движения в сочетании с проприоцептивными и визуальными сигналами. Связи между вестибулярными ядрами и мозжечком, гиппокампом, а также префронтальными и париетальными областями коры предоставляют информацию для когнитивных функций, таких как пространственное восприятие, навигация и память [16].

Каждая из корковых зон, участвующих в обработке вестибулярной информации, обладает уникальной функциональностью. Анатомические пути, которые обеспечивают вестибулярный вход для когнитивных процессов, также различны, включая вестибулоталамический, мамилло-тегментальный, а также связывающие переднедорсальные ядра таламуса с корой, ретикулярные ядра оральных отделов варолиева моста, супрамамиллярные ядра заднего отдела гипоталамуса, медиальные отделы септальной области с гиппокампом, мозжечок и вентролатеральные ядра таламуса с корой теменной доли. В соматосенсорной коре теменной доли осуществляется интеграция информации, идущей от вестибулярных рецепторов и проприорецепторов головы, шеи, туловища, конечностей. Таким образом, анализ функциональной анатомии вестибулярных кортикальных путей дает представление о мультисенсорном, многогранном пространственном сознании, связанном с вестибулярным аппаратом [17].

На практике ассоциация между зрительно-пространственным восприятием и вестибулярной функцией была отмечена в исследованиях, касающихся анализа нарушений зрительно-пространственных навыков как одного из первых признаков деменции альцгеймеровского типа [18]. В одной из работ [19] при проведении 3-месячной групповой тренировки по улучшению равновесия, разработанной специально для пациентов с болезнью Альцгеймера, была отмечена эффективность в отношении поддержания равновесия и мобильности, о чем свидетельствовали результаты выполнения тестов оценки способности поддержания равновесия. При этом обращал на себя внимание тот факт, что показатели состояния когнитивных функций в ходе лечения не снижались. Однако после окончания вмешательства было зафиксировано резкое ухудшение, в связи с чем предполагается возможность наличия защитной функции проводимой вестибулярной стимуляции.

Полученные данные могут быть объяснимы при понимании роли вестибулярной системы в восприятии движения головы, участии ее в процессе ориентации в пространстве. Естественные вестибулярные стимулы (угловые и линейные ускорения) являются результатом перемещения головы в гравитационном поле, а любое физическое движение, необходимое для активации вестибулярных рецепторов, неизбежно сопровождается стимуляцией и других сенсорных каналов.

Вестибулярные сигналы играют важную роль в глазодвигательных, статических и динамических постуромоторных реакциях. Движения головы в пространстве вызывают вестибулярные сигналы, которые вносят важный вклад, создавая представления об ощущении частей тела друг относительно друга, а также ориентации и положении тела в окружающей среде, навигации, аллоцентрическом, эгоцентрическом восприятии пространства [20]. Поэтому вестибулярный сенсорный вход играет важную роль в реализации пространственных когнитивных функций, таких как пространственная память и пространственная навигация. Вестибулярная функция снижается с возрастом, и, по данным современных исследований, возрастные вестибулярные нарушения связаны с ухудшением пространственных когнитивных навыков у здоровых пожилых, определяя пространственные расстройства, такие как дезориентация и трудности управления автомобилем. Результаты исследования показывают, что возрастное вестибулярное нарушение способствует так называемому пространственному подтипу болезни Альцгеймера, характеризующемуся такими симптомами, как блуждание и падения [21].

S. Kumar и соавт. [22] проанализировали пространственную и вербальную память участников исследования с последующей вестибулярной стимуляцией. В ходе работы была оценена эффективность вестибулярной стимуляции на память у 240 здоровых студентов колледжей. Полученные данные свидетельствовали об эффективности вестибулярной стимуляции и для улучшения памяти в целом, и для предотвращения изменений памяти на фоне стресса. Авторы рекомендовали вестибулярную стимуляцию как простой способ улучшить вербальную память у студентов, направленный на снижение стрессорной нагрузки перед экзаменом.

В связи с положительным влиянием на память, внимание, пространственное восприятие, ряд авторов [23, 24], изучив стимуляцию вестибулярной системы во время физических упражнений по тренировке равновесия и влияние ее на когнитивные функции, среди большого разнообразия так называемых поведенческих вмешательств уделяют особое внимание физическим упражнениям с использованием именно вестибулярной и координационной подготовки. Положительную роль вестибулярной реабилитации в восстановлении когнитивных функций, в том числе зрительно-пространственной ориентации, внимания и исполнительных функций у пациентов с трудноизлечимым головокружением, подтверждают данные одной из недавно опубликованных работ [25], в которой были выявлены корреляционные связи между улучшениями когнитивной функции и переменными, связанными с головокружением и эмоциональным статусом.

Современные программы реабилитации пациентов с вестибулярными и атактическими нарушениями для восстановления способности к прямостоянию и ходьбе, поддержанию устойчивости вертикальной позы после инсульта включают тренинги с биологической обратной связью на постурографической платформе с целью воздействия на нарушенное статическое и динамическое равновесие пациентов [26]. Стабилометрическая платформа представляет собой ключевой элемент для реализации биологической обратной связи по опорной реакции. Опорная реакция является основой, которая соотносит перемещение метки (маркера) на экране монитора по звуковому или зрительному сигналу, тем самым информируя пациента о параметрах его позы, давая возможность пациенту управлять ею по заданному каналу биологической обратной связи [27].

В вестибулярной реабилитации используется принцип стабилометрии — возможность анализа динамики перемещения центра давления человека на опору. Нельзя не подчеркнуть важность опорной реакции, которая имеет, несомненно, значение для поддержания устойчивости вертикальной позы. Система опоры состоит из множества рецепторов различных модальностей, самую важную часть которой составляют тельца Фатера—Пачини — глубокие инкапсулированные рецепторы кожи, локализованные на стопе точно в соответствии опорному контуру с наибольшей плотностью в области пяточного бугра, предплюсневой зоны и подушечки I пальца. По своей природе они являются рецепторами давления, включение их происходит при наличии стимула (нагрузки). Раздражение рецепторных зон играет существенную роль в организации тонических реакций мышечного аппарата и вносит значительный вклад в обеспечение активности моторных центров — под влиянием механической стимуляции опорных рецепторов происходит активация структур головного и спинного мозга [28].

Благодаря опорной реакции создается мощный афферентный поток импульсации, который оказывает регулирующее действие на центральную нервную систему. Поскольку движения в принципе не могут выполняться без намерения, когнитивная обработка имеет решающее значение для управления движением. С участием структур головного мозга осуществляются процессы воображения, планирования и контроля выполнения движений. С учетом определения Н.А. Бернштейна, что управление позой является управлением опорными реакциями, именно реакции опоры отводится роль не только в регуляции позы, тонических реакций мышечного аппарата, но и стабилизации активного афферентного потока в стволовые структуры мозга, ответственные за психомоторную реакцию, с целью восстановления корково-подкорковых связей, а соответственно и когнитивного функционирования [29].

В тренинге на стабилометрической платформе используется, как правило, механизм биологической обратной связи по опорной реакции посредством смешанного канала (визуального и звукового). Происходит «включение» мозжечка, его афферентных и эфферентных путей, базальных ганглиев и в конечном итоге моторной коры, формируется окончательная программа произвольного движения. Таким образом, полученный по сенсорным каналам сигнал преобразуется в двигательный ответ и осуществляется формирование системы обратной связи.

Еще большей консолидации когнитивных функций по мере выполнения двигательной нагрузки для поддержания равновесия требуется пациенту с инсультом при наличии очагового поражения головного мозга, что связано с уменьшением или изменением сенсорной информации, когда возникает потребность в уделении наибольшего внимания постуральному контролю в новых многозадачных условиях. Поступающая по сенсорным каналам вибротактильная информация, связанная со смещением стопы, перераспределением нагрузки между опорными зонами пятки и носка каждой ступни с помощью давления на опору, перерабатывается уже в другом, усложненном, формате. При этом свой вклад, несомненно, вносит и другой механизм, связанный с дефицитом центральной интеграции афферентных стимулов у больных с постинсультным гемипарезом, вестибулярными и атактическими нарушениями [30].

На сегодняшний день методологически разработаны самые разные игровые тренинги, часть из которых требует меньшей точности перемещения центра давления при выполнении задания, но имеет большую вариативность используемых двигательных комбинаций. И в этом случае задачей является обучение пациентов быстро реагировать на меняющиеся внешние условия, перемещать центр давления в нужном направлении. Другие методики, напротив, ставят перед больным однотипную двигательную задачу, однако требуют большей точности ее исполнения. В ряде игр направление смещения центра давления заранее неизвестно, а время удержания зависит от точности выполнения задания. Обычно в начале занятий пациента обучают общей стратегии удержания позы, далее включаются более динамичные компьютерные стабилометрические тренинги, направленные на достижение точности и скорости перемещения, требующие сообразительности и значительной концентрации внимания [29].

Таким образом, при проведении занятий с биологической обратной связью по опорной реакции осуществляется двигательно-когнитивная тренировка, в процессе которой достижение восстановления функции поддержания устойчивости вертикальной позы обязательно сопряжено со способностью больного запоминать, переключать, удерживать внимание и рядом других когнитивных задач.

Биологическая обратная связь по опорной реакции была применена ко многим аспектам реабилитации у пациентов с различными нозологическими формами. Анализу эффективности влияния механизмов биологической обратной связи во время обучения выполнения двигательных задач на постурографической платформе посвящено достаточно много работ [31—34]. Они свидетельствуют о положительном влиянии тренировки на регресс вестибулярных расстройств, фобических нарушений, восстановление равновесия в остром и раннем восстановительном периодах инсульта [35—39], предотвращении падений [40], нормализации процессов нейрональной пластичности и, как следствие, лучшем функциональном восстановлении [41, 42] и повышении уверенности в себе, возрастании активности повседневной жизни и качества жизни в целом [43—46].

В последние годы накоплен достаточно большой опыт использования активных видеоигр в неврологической реабилитации, где помимо сложных роботизированных устройств, используются недорогие доступные технологии, такие как приставка с управлением движением Nintendo Wii, в том числе с платформой Force (Wii Balance Board), которая обеспечивает визуальную тренировку с биологической обратной связью для моторного дефицита верхних и нижних конечностей. Один из недавних обзоров G. Mura и соавт [47], обобщающий результаты 13 отобранных рандомизированных контролируемых исследований, продемонстрировал представленную методику как перспективный инструмент для устранения моторных нарушений и когнитивных функций, при этом было особо отмечено улучшение исполнительных функций и визуально-пространственного восприятия. В наблюдении I. Unibaso-Markaida и соавт. [48] при анализе динамики когнитивных функций (внимания, скорости обработки информации, памяти) у пациентов с инсультом после использования Wii Sports Resort при сопоставлении с группой сравнения, получавшей стандартную терапию, была выявлена статистически значимая динамика в виде улучшения концентрации внимания, скорости обработки информации.

Авторы клинических исследований, завершенных в Корее [49], в которых оценивалась эффективность специализированных тренировок для нижних конечностей с биологической обратной связи по опорной реакции с использованием зрительного канала, рекомендовали эту методику как полезную составляющую в реабилитационной программе для улучшения не только функции ходьбы, но и когнитивных функций у пациентов с инсультом. Сходного мнения придерживались и другие авторы [50—54], оценивающие результаты использования видеоигр. В представленных публикациях данные активно обсуждаются, анализируются, исследователи отмечают успехи в восстановлении равновесия у пациентов после инсульта и положительное влияние тренировок на скорость обработки информации, способность поддержания внимания, состояние рабочей памяти, что позволяет рассматривать их как важную составляющую в программах постинсультной когнитивной реабилитации.

Таким образом, настоящий обзор представляет собой попытку охарактеризовать подходы вестибулярной стимуляции на основе биологической обратной связи по опорной реакции в ряду других современных нефармакологических методов нейрореабилитации у пациентов с постинсультными когнитивными нарушениями с целью формирования новых эффективных программ восстановительного лечения. Этот подход является интересным и патогенетически обоснованным, учитывая обширные связи вестибулярной системы, принимающей участие в конвергенции афферентных сигналов различной сенсорной модальности через филогенетически сформировавшиеся устоявшиеся неразрывные связи между вестибулярными, глазодвигательными и моторными ядрами, опорно-проприоцептивными входами, которые могут опосредованно влиять на процессы функционирования интегративных мультисенсорных структур центральной нервной системы, модулируя процессы высшей нервной деятельности.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Котов С.В. — https://orcid.org/0000-0002-8706-7317

Исакова Е.В. — https://orcid.org/0000-0002-0804-1128

Зайцева Е.В. — https://orcid.org/0000-0002-6933-5437

Автор, ответственный за переписку: Котов Сергей Викторович — e-mail: kotovsv@yandex.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail