Сокращения

ВВИ — верхняя височная извилина

ВМО — внутримозговая опухоль

ВЧД — внутричерепное давление

ГМ — головной мозг

ДМО — дополнительная моторная область

ИОК — интраоперационное картирование

МЗ — музыкальная зона

МТ — музыкальное тестирование

ПМК — первичная моторная кора

ССК — соматосенсорная кора

ФЗЗ — функционально значимая зона

фМРТ — функциональная магнитно-резонансная томография

ЭО — эпилептогенный очаг

Введение

В функциональной анатомии коры головного мозга (ГМ) уже давно устоялось такое понятие, как «функционально значимая зона» (ФЗЗ) [1]. К таким зонам относят первичную моторную (ПМК), соматосенсорную (ССК) и зрительную кору, речевые области Брока и Вернике и др. При удалении внутримозговых опухолей (ВМО) или эпилептогенных очагов (ЭО) крайне важным является их максимально радикальная резекция при минимизации рисков развития послеоперационного дефицита. С этой целью при работе вблизи от предполагаемых ФЗЗ используют прямую корковую и подкорковую стимуляцию, что является стандартом в их верификации и улучшает результаты хирургического лечения [2—3]. В большинстве случаев картируют только двигательную и/или речевую функции. Однако в ряде случаев утрата функций, считающихся не столь важными для сохранения, может быть весьма критична для некоторых пациентов. К таким функциям можно отнести восприятие и создание музыки, потеря которых для профессиональных музыкантов может быть невосполнима как с социальной, психологической, эмоциональной, так и с экономической точки зрения.

Трепанация черепа с пробуждением, или «краниотомия в сознании», принята в качестве стандартного хирургического подхода, когда необходимо проведение прямого интраоперационного картирования (ИОК) при удалении ВМО или ЭО, расположенных вблизи от речевых зон коры ГМ. Такой подход снижает вероятность развития послеоперационного речевого дефицита и оптимизирует объем резекции [4]. С целью сохранения музыкальных способностей во время операции при работе вблизи от предполагаемых «музыкальных» зон (МЗ) также возможно проведение ИОК в состоянии бодрствования пациента с одновременным выполнением музыкального тестирования (МТ). Впервые краниотомия в сознании с интраоперационным МТ у музыканта была успешно осуществлена в 1942 г. [5]. С тех пор вышел целый ряд работ с описанием случаев МТ больных во время операций с пробуждением [6—16]. Однако остаются открытыми следующие вопросы: 1) какие зоны коры ГМ участвуют в осуществлении музыкальных функций; 2) какие существуют методы для предоперационной верификации МЗ; 3) каким образом проводить МТ пациента в пред-, интра- и послеоперационном периодах; 4) какова эффективность таких операций.

В данном обзоре собрана и структурирована вся доступная информация касательно картирования МЗ с интраоперационным пробуждением пациентов. Был осуществлен поиск в научных базах (PubMed, Google Scholar и др.) в период с 2009 по 2022 г. по ключевым словам: «awake craniotomy», «mapping», «music performance», «intraoperative performance», «musician», — который выявил 33 подходящих источника: в 9 из них были описания отдельных клинических наблюдений музыкального картирования, в 2 — серии пациентов с музыкальным картированием, в 1 — систематический обзор, остальные работы касались исследований мозга музыкантов, речевого картирования и операций с пробуждением в целом, а также клинических наблюдений музыкального дефицита у пациентов с патологией ГМ.

Функциональная анатомия

Первое упоминание о клиническом случае, когда у больного, несмотря на развившуюся афазию, сохранилась способность к пению, датируется 1795 г. [17]. Впоследствии на основании множества других клинических примеров было выдвинуто предположение, что пение и речь имеют различные представительства в коре ГМ. Длительное время велись споры о том, в какой степени нейронные сети, отвечающие за эти функции, соотносятся между собой [6]. В последнее время появляется все больше работ, изучающих нейронные процессы, лежащие в основе восприятия и музыки, с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) или электрофизиологических методов [18—19]. Установлено, что в обработке музыки участвует сеть регионов в обоих полушариях. Неоднократно подчеркивалась функциональная независимость между речью и пением у пациентов с поражениями в левом полушарии. В то же время имеются сведения о больных, у которых в связи с повреждением недоминантного полушария возникло нарушение пения без признаков афазии [20]. Наиболее наглядно латерализация музыкального представительства, расположенного в недоминантном полушарии, была продемонстрирована с помощью теста Вада [21].

Имеются данные, что некоторые области коры ГМ, базальные ганглии и мозжечок связаны с осуществлением музыкальных функций, а большинство исследований утверждают, что в значительной степени на аспектах обработки музыки специализируется задняя часть верхней височной извилины (ВВИ) в недоминантном полушарии [10, 22, 23]. Часть работ показала, что активность в области Брока коррелирует с музыкальными задачами; также было установлено, что эта область задействована в осуществлении музыкального синтаксиса [24]. Дополнительная моторная область (ДМО) является одним из основных регионов, участвующих в восприятии, обработке и создании музыки, играя роль как в простых заданиях с задействованием рабочей памяти, так и в заданиях с ожиданием звуковых последовательностей [25]. Было показано, что во время воображаемого исполнения музыки увеличивается связь между ДМО, различными областями коры ГМ и мозжечком [26].

Игра на музыкальных инструментах и пение требуют очень схожих специфических ассоциаций между звуками и движениями, поэтому предполагается, что их нейронные основы очень похожи. Однако пение — эволюционно более древняя функция, и слухо-моторные ассоциации, используемые для пения, также используются для речевых и неречевых вокализаций, в отличие от нейронных ассоциаций, необходимых при игре на музыкальных инструментах [27—28]. Тем не менее игра на инструментах опирается на многие из тех же структур, что и пение. Текущие модели слухо-моторной интеграции включают в себя компоненты прямой (ПМК, премоторная кора и ДМО, ядра ствола мозга и мозжечок) и обратной (ВВИ, передняя островковая доля, передняя поясная кора и область вокруг внутритеменной борозды) связи [28].

В некоторых работах сообщается, что интенсивная и повторяющаяся музыкальная практика влияет на двустороннюю реорганизацию коры и даже может привести к смещению МЗ в левое полушарие [8]. Описываются структурные и функциональные различия между ГМ взрослых музыкантов-инструменталистов и мозгом не музыкантов, при этом интенсивность и продолжительность музыкального обучения являются важными предикторами этих несоответствий [29]. Показано, что в мозге музыкантов хорошо развиты механизмы нейропластичности, что приводит к корковой реорганизации ВВИ и представительств пальцев в ССК [14].

Локализация МЗ в коре головного мозга подвержена процессам нейропластичности и адаптивности, что сказывается на их возможной вариабельности у каждого конкретного человека. Следовательно, перед операцией с пробуждением и ИОК коры необходимо предоперационное обследование с использованием нейровизуализации для более тщательного планирования оперативного вмешательства.

Предоперационная функциональная магнитно-резонансная томография

Описан целый ряд методов, позволяющих детально изучить как ГМ обрабатывает и воспроизводит музыку. Существуют работы, указывающие на применение позитронно-эмиссионной томографии в изучении локализации регионов и транскраниальной магнитной стимуляции для определения латерализации МЗ. Однако за «золотой стандарт» предоперационного определения локализации МЗ в коре ГМ большинство исследователей принимают фМРТ.

Во время проведения фМРТ пациент в сканере должен выполнять определенные действия, такие как мысленное воспроизведение в голове музыкальных фрагментов; мысленное представление того, как сам пациент поет или играет на музыкальном инструменте; непосредственно реальное пение или игра на инструменте [11, 16]. Существует опыт использования специально изготовленных неферромагнитных фортепианных клавиатур и даже МР-совместимой виолончели [28, 30]. Однако следует помнить о возможных артефактах, вызванных пением или движениями пациента в сканере.

Оценка музыкальных функций

Большинство исследований с использованием ИОК изучали музыкальные способности, связанные с чтением нот и пением знакомых песен, однако люди с амузией нередко сохраняют способность к хорошему пению известных песен, несмотря на нарушение способности к восприятию музыки, поэтому необходима более комплексная оценка [6, 11].

Описаны субъективные и объективные методы оценивания музыкальных функций в пред-, интра- и послеоперационном периодах. В качестве субъективной оценки может использоваться мнение узкоспециализированного ученого или любого врача-участника операционной бригады с музыкальным образованием [9, 12, 15]. Для объективного МТ прибегают к Монреальской батарее для оценки амузии (MBEA), тесту Сишора на восприятие ритмов (SRT), тесту Сишора на память тональностей и тесту на восприятие и регулирование такта (BAT) [7—10]. Данные тесты хорошо показали себя применительно к обследованию пациентов, подвергнувшихся нейрохирургическому лечению с пробуждением.

При игре на музыкальных инструментах важна оценка сенсомоторной функции. Для этих целей был предложен вариант модифицированного протокола шкалы оценки сенсомоторного профиля, включившего в себя, помимо заданий на движения, задачи по ритмическим изменениям двигательных конфигураций [12].

Предоперационная подготовка пациента

Пациенту должны быть тщательно разъяснены все этапы операции, а также ход интраоперационного МТ. Если больной является певцом, то необходимо до операции совместно подобрать подходящее вокальное произведение: оно должно быть хорошо ему знакомо, не вызывать сложностей и напряжения во время исполнения, задействовать, по возможности, весь голосовой диапазон певца, а также иметь относительно нейтральный эмоциональный окрас [15]. В случае планируемого использования музыкального инструмента, следует подобрать как можно более миниатюрный вариант. Описаны случаи интраоперационной игры на скрипке [12], гитаре [13], синтезаторе [13, 16], кларнете [14] и саксофоне [10]. Музыкальное произведение также должно быть подобрано заранее, исходя из тех же соображений, что и при пении. Пациенту следует до назначенной даты госпитализации потренироваться в домашних условиях в исполнении в положении лежа [12]. Вероятно, оптимальным инструментом с точки зрения сохранения стерильности в операционной и комфортного положения больного могла бы стать стандартная небольшая клавиатура синтезатора, поскольку ее можно было бы зафиксировать на штативе, и движения пациента вблизи стерильного операционного поля были бы ограничены. Очевидно, что выбор также зависит от инструмента, на котором он способен играть [31].

Особенности проведения операции

В литературе гораздо чаще (по сравнению с открытыми хирургическими вмешательствами) встречаются описания интраоперационного МТ во время операций по глубинной стимуляции ГМ, однако целесообразность такого МТ ставится под сомнение, так как оно не меняет хирургического плана операции [31]. Здесь же будет описан ход МТ во время проведения резективных вмешательств по удалению ВМО или ЭО с краниотомией в сознании.

Все описанные случаи подобных операций были проведены под местной анестезией с использованием внутривенной седации пропофолом [11, 14—15]. Интубация с применением ингаляционных препаратов с последующей экстубацией кажется сомнительным решением при планировании интраоперационного пения, так как может повлиять на качество вокального исполнения. При укладке пациента на операционном столе следует учитывать, что диапазон движений руками при игре на некоторых инструментах может привести к проблемам со стерильностью в операционной, в связи с чем особое внимание следует уделить подбору подходящего операционного белья, а также отдавать предпочтение инструментам небольшого размера [31]. Во всех описанных в литературе случаях после этапа хирургического доступа авторы приступали к ИОК музыкальных функций, а при необходимости картирования двигательных и/или речевых функций начинали с них, как с более приоритетных. Непосредственно ИОК музыкальных функций проводили с использованием биполярного стимулятора по методу Пенфилда (двухфазные низкочастотные 50—60 Гц импульсы с длительностью в 1 мс) [6—7, 9, 11—13, 16]. Предложено считать, что участок коры может признаваться положительным в осуществлении музыкальной функции при двукратном музыкальном прерывании из трех попыток прямой стимуляции — в таком случае он отмечался на поверхности коры стерильным маркером и ограничивал зону резекции [7]. Для оценки сенсомоторной функции во время игры на музыкальном инструменте некоторые ученые использовали биполярную стимуляцию по методу Танигучи (частота импульсов 250—500 Гц, ширина импульса 0,5 мс, интервал между стимулами 4 мс) [7]. Ряд авторов применяли интраоперационную электрокортикографию для быстрого обнаружения любых остаточных разрядов, вызванных стимуляцией, и выявления ложноположительных речевых или музыкальных остановок, инициированных субклиническими эпилептическими приступами [7, 11, 14].

Интраоперационное МТ проводилось с использованием тех же заданий из шкал объективной оценки музыкальных функций, что и в предоперационном периоде. M. Riva и соавт. указывают, что интраоперационное чтение партитуры является наиболее специфичным и чувствительным тестом при картировании МЗ коры [9]. В части случаев пациент исполнял музыкальное произведение вокально или инструментально во время ИОК и на протяжении всего процесса удаления ВМО или ЭО. После завершения МТ проводилась внутривенная седация.

Возможные ограничения методики

Интраоперационное МТ теоретически может привести к некоторым осложнениям. Духовые инструменты могут быть противопоказаны, т. к. выдох против сопротивления приводит к повышению внутричерепного давления (ВЧД). Тем не менее описывается опыт интраоперационной игры на кларнете и саксофоне без признаков повышения ВЧД [10, 14]. По мнению некоторых авторов, возможное повышение ВЧД при игре на духовом инструменте ограничено во времени и физиологично, поскольку представляет собой самоконтролируемый маневр Вальсальвы при спонтанном дыхании [31]. Игра на музыкальном инструменте может поспособствовать нарушению стерильности в операционной, что профилактируется тщательным предоперационным планированием, подбором инструмента и операционного белья.

На сегодняшний день в литературе отсутствуют данные о возникновении специфических осложнений, связанных непосредственно с МТ, однако продолжает существовать риск развития осложнений, присущих всем операциям с пробуждением и прямой стимуляцией: интраоперационные судороги, гипер- или гипотензии и респираторные осложнения, включая воздушную эмболию [2, 32].

Результаты и эффективность

Почти во всех имеющихся публикациях с описанием клинических случаев интраоперационного МТ авторы сообщают об эффективности данной процедуры как с точки зрения интраоперационной локализации МЗ с использованием прямой стимуляции, так и с точки зрения сохранения музыкальных функций на прежнем уровне в послеоперационном периоде. В ряде операций были найдены МЗ, при прямой стимуляции которых возникали временные интраоперационные нарушения восприятия и/или создания музыки. Чаще всего нарушения возникали при ИОК в задней части ВВИ недоминантного полушария [9—11, 13, 16], в средней лобной извилине [6—7], ДМО [7], в первичной ССК [14], а также в нижней части перироландического региона в связи с возникновением дизартрии при пении [6, 9, 11]. Из всех описанных работ только в одном случае при прямой стимуляции коры развился интраоперационный судорожный приступ, из-за которого пришлось приостановить ИОК, однако пациент смог продолжить играть на скрипке во время удаления опухоли. Успешное осуществление таких операций, а также локализация МЗ показана как на профессиональных музыкантах [9—10, 12, 14], так и на музыкантах-любителях [6, 8]. Большинство публикаций описывают случаи удаления ВМО, однако МТ во время резективных операций при эпилепсии также показало свою эффективность [8, 12, 14, 16]. Вопрос о радикальности удаления опухоли или эпилептогенного очага вблизи МЗ, выявленной при прямой кортикальной стимуляции, всегда решался интраоперационно с учетом клинических, нейрофизиологических данных, предположительной степени злокачественности объемного образования, а также на основании желания самого пациента, выраженного в беседе с врачом до операции. На сегодняшний день в литературе нет описания случаев развития амузии после операции с пробуждением и картированием МЗ, однако следует учитывать ограниченное число работ на эту тему, а также тенденцию к стремлению авторов публиковать успешные случаи проведения интраоперационного МТ [33]. Существенным недостатком также является отсутствие исследований с включением контрольных групп пациентов.

Заключение

Таким образом, хорошо известны и описаны многочисленные МЗ коры, которые можно отнести к ФЗЗ, особенно у профессиональных музыкантов. К подобным зонам, в первую очередь, относят заднюю часть недоминантной ВВИ, область Брока, ДМО и область вокруг внутритеменной борозды. В связи с высокой вариабельностью расположения МЗ в коре и повышенной степенью нейропластичности в ГМ у музыкантов должна быть выполнена предоперационная фМРТ для решения вопроса о необходимости интраоперационного МТ на фоне ИОК. Для оценки музыкальных функций в пред-, интра- и послеоперационном периодах предложены субъективные и объективные методы, такие как Монреальская батарея для оценки амузии и др. Все имеющиеся в настоящее время публикации говорят об эффективности такого рода операций, однако необходимо тщательное предоперационное планирование для осуществления качественного МТ и сведения к минимуму рисков развития интраоперационных осложнений. В связи с малым количеством публикаций на данную тему необходимо дальнейшее комплексное изучение всех аспектов операций с пробуждением у музыкантов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Алексеев И.М., Зуев А.А.

Сбор и обработка материала — Алексеев И.М.

Написание текста — Алексеев И.М.

Редактирование — Зуев А.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.