Современные клинические и фундаментальные исследования продемонстрировали способность головного мозга изменяться структурно и функционально в ответ на различные экзогенные стимулы. Это свойство называют пластичностью. Оценка состояния пластичности, т. е. способности головного мозга к реорганизации межструктурных взаимодействий в ответ на травматическое повреждение любого генеза, очень важна для выбора стратегии реабилитации [1—4].
Большинство последних работ в системе нейронаук были сфокусированы на изучении динамических взаимодействий между различными участками коры, лежащих в основе таких сложных мозговых функций, как моторная координация, речевое и эмоциональное регулирование. Во многих исследованиях, основанных на сопоставлении данных функциональной нейровизуализации и нейрофизиологических методов, показано, что поражения головного мозга различного генеза приводят к дизрегуляции динамических мозговых нейронных сетей [5].
В настоящее время известно, что нейропсихологические расстройства у больных, перенесших инсульт, проявляющиеся как в когнитивной, так и в двигательной сфере, значимо влияют на повседневную активность больных. Нарушения исполнительных функций, внимания и памяти обнаруживают у 43—78% больных с инсультом в зависимости от типа острого нарушения мозгового кровообращения, объема и локализации поражения [6—8]. Следует отметить, что оперативная память служит для временного хранения и использования информации и играет ключевую роль в процессах долговременной памяти, правильного использования и понимания речи, а также в реализации исполнительных функций через двигательную активность [9—11].
На сегодняшний день имеется значительный дефицит клинических данных, не позволяющий однозначно говорить о механизмах восстановления больных с инсультом на фоне реабилитации. Под механизмами в данном случае следует понимать основные («узловые») звенья патогенеза, при реализации которых происходит сложное взаимозависимое нарушение многих функций, что существенно затрудняет выбор «мишени» реабилитационных мероприятий. На основании имеющихся данных литературы и современных представлений о функционировании центральной нервной системы можно выделить как несколько механизмов, так и несколько уровней внутри одного механизма (макроструктурно-функциональный, микроструктурно-функциональный, нейрохимический, нейронный, мембранный и т. д.).
Исследования, проведенные на животных и с участием здоровых добровольцев, дают основания предполагать некоторые механизмы. Показано, что степень повреждения двигательных функций зависит от прямого разрушения кортикоспинальных взаимодействий между моторной корой, премоторной корой, дополнительной моторной корой и альфа-мотонейронами и в основе восстановления лежит «функциональная реконструкция» этих взаимодействий [12, 13].
Большинство авторов полагают, что без активации дополнительной моторной коры не может происходить истинное восстановление двигательных функций после инсульта. Существует несколько гипотез возможной эффективной активации дополнительной моторной коры. Одна из наиболее значимых гипотез состоит в необходимости первоначального восстановления исполнительных функций (т.е. когнитивных функций, обеспечивающих возможность планирования движения, гипотетического пространственного построения двигательного акта). В исследованиях с применением функциональной магнитно-резонансной томографии было подтверждено, что при воображаемом и реальном движении происходит активация идентичных участков головного мозга [13].
Следует отметить, что нарушение исполнительных функций (реализацию которых обеспечивают лобно-подкорковые функциональные связи) часто сопровождается снижением мотивации к восстановлению, психологическими и поведенческими расстройствами, а на нейрохимическом уровне — нарушением выработки допамина. Известно, что закрепление «положительных» пластических изменений, происходящих в головном мозге на фоне реабилитации, невозможно без выработки допамина. В настоящее время господствует гипотеза о том, что временной процессинг (т.е. обработка) промежутков, измеряемых субсекундным диапазоном, модулируется допаминергической активностью базальных ганглиев, что очень важно для понимания происхождения нарушений двигательной активности и функционального статуса [5, 8, 11, 13—22].
Важно отметить, что в дополнение к мезостриальному допаминергическому пути, проецирующемуся из черной субстанции в стриатум, допаминергическая система включает мезокортикальный путь с проекциями из вентральной тегментальной зоны в префронтальную кору. Допамин модулирует кортикальные нейронные сети, поддерживая оперативную память и моторные функции через 2 различных механизма: нигростриальные проекции потенцируют моторную функцию не напрямую, а через таламические проекции на моторную кору, тогда как мезокортикальная допаминергическая система потенцирует функцию оперативной памяти и внимания через прямой вход в префронтальную кору. Это обеспечивает прямой путь, посредством которого допаминергические «входы» воздействуют на префронтальную кору и влияют на мозговой процессинг (функцию обработки временной информации) [11, 23—26].
Основываясь на временных шкалах и подлежащих нейронных механизмах, центральный временной процессинг, происходящий в головном мозге, был категоризирован на 4 временные субшкалы: микросекунды, миллисекунды, секунды и циркадные ритмы. Временными интервалами от секунд до минут измеряется время принятия решения, в то время как миллисекунды требуются для осуществления центрального моторного контроля, восприятия и реализации экспрессивной речи, музыкальной игры или танцев [24]. Ранее предполагалось, что временной процессинг миллисекундных и секундных временных интервалов может зависеть от различных нейронных сетей и относительно независимых друг от друга мозговых механизмов. Было показано, что временной процессинг интервалов более 500 мс обязательно является когнитивно опосредованным, в то время как обработка более коротких временных интервалов может протекать параллельно и без обязательного когнитивного контроля. Однако в настоящее время доказано, что временные механизмы, вовлеченные в процессинг миллисекундных и секундных интервалов, не могут быть независимы друг от друга, но могут иметь некоторые простые «автономные» звенья. Согласно вышесказанному, оба временных механизма зависят от функции допаминергических систем [11, 24].
Таким образом, регулирование всех аспектов моторной функции и частично контролирующих ее когнитивных механизмов обеспечивается подразделами одной и той же нейрохимической системы головного мозга.
В настоящее время при изучении многочисленных аспектов, вероятно, лежащих в основе восстановления больных, перенесших инсульт, следует остановиться на исследованиях, посвященных межполушарной асимметрии.
Установлено, что когнитивная временная оценка зависит от работы кортикальных нейронных сетей правого полушария. Правая нейрональная цепь: префронтальная кора — нижняя теменная кора участвует во временном процессинге в интервале миллисекунд. Показано, что пациенты с инсультом правополушарной локализации демонстрировали нарушение в различении коротких временных интервалов (300—600 мс) и не могли правильно выполнять когнитивные и двигательные задания на время. Анализ локализации поражений показал, что особенно влияло на неправильную обработку времени поражение правой нижней теменной доли и участков префронтальной коры (фронтальные глазные поля — 6 и дорсолатеральная префронтальная кора — поля 8, 9, 46). В то же время поражение идентичных участков левой гемисферы не влияло на выполнение функций. Авторы предположили, что нарушения в когнитивной и двигательной сферах могут быть обусловлены снижением скорости кодирования информации для хранения в памяти (что клинически проявляется снижением объема оперативной памяти) или связаны с «повреждением» на этапе принятия решения, когда новый стимул сравнивается с уже известным из прежнего опыта. Подобные изменения могут лежать в основе нарушения выработки двигательных навыков при реабилитации больных с инсультом правополушарной локализации, нарушающим функциональные связи префронтальной коры [2, 24, 27].
Неоспоримым подтверждением ведущего значения сохранности исполнительных функций в реабилитации больных, перенесших инсульт, является эффективность реабилитационных мероприятий (приводящих к нормализации психомоторных процессов и адаптации), направленных именно на восстановление исполнительных функций. Кроме того, выделение блока исполнительных функций в качестве «мишени» при реабилитации важно не только с научной, но и с практической точки зрения, поскольку в настоящее время медицина обладает достаточно большим набором средств для их коррекции.
Так, на сегодняшний день наиболее эффективные программы когнитивной реабилитации для больных после инсульта фокусируются на ретренировке исполнительных функций и основаны на принципе обеспечения больному возможности осуществлять выбор, планирование и решение проблем во время повседневных занятий, а также в новых ситуациях.
Проведены многочисленные исследования, посвященные обоснованию целесообразности применения методов восстановления исполнительных функций. Было установлено, что большинство когнитивных реабилитационных программ являются эффективными для восстановления исполнительных функций у пожилых пациентов, но доказательные исследования, демонстрирующие их эффективность у больных с дефицитом исполнительных функций, развившимся после инсульта, практически отсутствуют [3, 8, 18, 28].
Альтернативным или дополнительным к традиционной когнитивной реабилитации может быть участие в физической активности и развлечениях для улучшения когнитивных функций. Однако имеется лишь незначительное количество исследований, посвященных роли физических упражнений в восстановлении когнитивных функций после инсульта. Доказано, что физическая активность имеет положительное влияние на когнитивные функции здоровых взрослых и на больных с синдромом умеренных когнитивных расстройств (УКР). Так, физическая активность способствует улучшению пластических свойств головного мозга и обучаемости. Установлено, что аэробные физические упражнения, улучшающие кардиореспираторные функции у здоровых взрослых людей без когнитивных расстройств, сопровождались повышением скорости психомоторных процессов, улучшением зрительного и слухового внимания у больных с синдромом УКР. Таким образом, было доказано, что умеренные аэробные нагрузки улучшают когнитивный статус пожилых людей [8, 28].
Кроме того, современные методы высоко- и низкочастотной транскраниальной магнитотерапии позволяют неинвазивно воздействовать на микроструктурно-функциональные и нейрохимические «мишени», восстанавливая психомоторные функции больных, перенесших инсульт [18—21, 26, 29, 30, 32].
При проведении собственного исследования, посвященного изучению психофизиологических механизмов восстановления больных после инсульта, мы обследовали в динамике 203 больных, проходивших реабилитацию в ГАУЗ МНПЦ МРВСМ ДЗМ. В исследование были включены больные трех групп: с ишемическим инсультом полушарной локализации — 133 (65,5%), стволовой локализации — 40 (19,7%), с внутримозговой гематомой полушарной локализации (геморрагический инсульт) — 30 (14,8%). Все больные были правшами. Обследование включало неврологический осмотр, нейропсихологическое обследование, оценку по общим и локальным реабилитационным шкалам, проведение нейровизуализации, ультразвукового дуплексного сканирования магистральных артерий головы и нейрофизиологического обследования в динамике, включавшего изучение электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и эндогенных вызванных потенциалов (ВП) головного мозга (когнитивного потенциала Р300 и условно-негативного отклонения). Исследование В.П. головного мозга проводили до начала и после завершения курса реабилитации (продолжительность курса составляла 1 мес). Мы изучали влияние различных демографических, клинических, нейровизуализационных, ультразвуковых и нейрофизиологических факторов на параметры ВП до и после реабилитации: определяли достоверность и силу влияния факторов, оценивали степень ослабления влияния на фоне реабилитации (как показано для больных с инсультом в вертебробазилярном бассейне (ВББ) в табл. 1, 2).
Мы установили, что большинство факторов оказывали негативное влияние на состояние исполнительных функций. Однако рассмотрение исполнительных функций как макроструктурно-функционального блока является важным, но недостаточно информативным с точки зрения выбора «мишени» для индивидуализированного воздействия в процессе реабилитации. Поэтому, основываясь на результатах нейрофизиологического и клинического обследования, мы разделили указанный блок на 4 части и проанализировали влияние изучаемых факторов на каждую из этих частей у больных с разными типами инсульта (табл. 3). Оказалось, что часть блока исполнительных функций, относящаяся к оперативной памяти, является наиболее уязвимой для действия неблагоприятных факторов у больных с инсультом во всех группах. Вместе с тем на фоне реабилитации у больных с клинически значимым улучшением психомоторных функций мы наблюдали «ослабление» влияния факторов на параметры ВП, отражающие именно функцию оперативной памяти.
Таким образом, в заключение следует подчеркнуть, что одним из основных механизмов, лежащих в основе психомоторного улучшения больных с инсультом на фоне реабилитации, является восстановление исполнительных функций (в основном оперативной памяти) и, следовательно, когнитивного моторного контроля произвольной деятельности.