Хирургическое лечение внутримозговых опухолей лобной доли. Современное состояние проблемы. Часть I: двигательная функциональная система

Лобная доля — самая большая доля головного мозга человека, которая составляет практически треть коры головного мозга и является наиболее частым местом локализации глиальных опухолей, как низкозлокачественных, так и высокозлокачественных. Треть (25—40%) всех глиом возникают в лобной доле [1—5]. Лобные доли являются одними из самых загадочных, противоречивых и трудных для изучения областей мозга. Сложность нейрохирургии внутримозговых опухолей лобной доли определяется в первую очередь локализацией в ней множества корковых и подкорковых функциональных зон, а также связывающих их волокон белого вещества, отвечающих за широкий спектр нейрокогнитивных функций, таких как память, мышление, речь, поведенческие реакции, эмоции и др. Поэтому достижение онкофункционального баланса в нейрохирургии глиом лобной доли особенно сложно. Участки коры лобной доли, соединенные волокнами белого вещества, объединяются и составляют несколько относительно обособленных функциональных систем, из которых нейрохирург наиболее часто взаимодействует с двигательной и речевой системами. Рассмотрим их более подробно.

С анатомо-функциональной точки зрения кору лобной доли можно разделить на три части (рис. 1):

Рис. 1. Основные функциональные зоны лобной доли.

1 — моторная область (красный цвет); 2 — дополнительная моторная кора (синий цвет); 3 — дорсальная премоторная кора (зеленый цвет); 4 — вентральная премоторная кора (голубой цвет); 5 — дорсолатеральная и вентролатеральная префронтальная кора (бирюзовый цвет); 6 — орбитофронтальная кора (желтый цвет); 7 — медиальная префронтальная кора (фиолетовый цвет).

1. Моторная область (первичная моторная кора прецентральной извилины, М1).

На латеральной поверхности полушария первичная моторная кора расположена в прецентральной извилине. Первичная моторная кора продолжается на медиальную поверхность полушария в виде передней части парацентральной дольки.

2. Премоторная область. Состоит из трех расположенных в вертикальной плоскости зон:

а) дополнительной моторной коры (SMA),

расположена на медиальной поверхности верхней лобной извилины, сразу кпереди от первичной моторной коры;

б) дорсальной премоторной коры (PMd),

локализована у заднего края средней лобной извилины, вблизи прецентральной извилины;

в) вентральной премоторной коры (PMv),

находится у заднего края нижней лобной извилины, вблизи прецентральной извилины.

В упрощенном виде можно сказать, что премоторная кора — это задняя часть верхней, средней и нижней лобных извилин вблизи их соединения с прецентральной извилиной. Основная роль премоторной коры — взаимодействие моторной функциональной системы с другими функциональными системами (отвечающими за речь, праксис, пространственный гнозис).

3. Префронтальная область (область кпереди от премоторной коры). Делится на:

а) дорсолатеральную и вентролатеральную префронтальную кору (латеральные отделы средней и нижней лобной извилины, которые отвечают за рабочую память, обучение, концентрацию внимания);

б) медиальную префронтальную кору (медиальная поверхность верхней лобной извилины), которая участвует в процессах регуляции мотивации и внимания;

в) орбитофронтальную кору (базальная поверхность лобной доли), которая отвечает за эмоции и их регуляцию.

Префронтальная кора лобной доли человека в ходе эволюции мозга достигла максимального абсолютного и относительного размера и является самой большой частью как лобных долей, так и всего головного мозга. Она состоит из мультимодальной ассоциативной коры, имеет многочисленные двусторонние связи с ассоциативной корой теменной, височной и затылочной долей, а также с лимбической корой (особенно с поясной извилиной) [6—8].

Двигательные зоны лобной доли. При удалении глиом лобной доли, расположенных в верхней, средней и нижней лобных извилинах, нейрохирург вынужден взаимодействовать с обширной сетью кортико-субкортикальных связей, системой контроля моторного действия (рис. 2).

Рис. 2. Схематическое изображение компонентов двигательной функциональной системы (стрелки обозначают связи между анатомическими структурами).

Большинство нейрохирургов имеют упрощенный взгляд на механизм работы и компоненты двигательной функциональной системы и ассоциируют ее прежде всего с прецентральной извилиной (первичной двигательной корой, М1). Их внимание приковано к сохранению первичной моторной коры и пирамидного тракта с целью предотвращения гемипареза или гемиплегии. При этом случаи возникновения двигательного послеоперационного дефицита при сохранении моторной коры и кортикоспинального тракта были описаны еще несколько десятилетий назад [9]. В действительности двигательное действие требует вовлечения нескольких нейрональных сетей и сложного взаимодействия между ними.

Двигательная функция — это гораздо больше, чем простое мышечное сокращение. При повреждении дополнительных моторных центров часто сила в мышцах может быть сохранена (М1 и кортикоспинальный тракт), однако нарушается правильная координация последовательности сокращения мышц, что приводит к неполноценному и неправильному двигательному действию, особенно сложному.

Согласно исследованию M. Rossi и соавт., у значительной части пациентов, оперированных по поводу глиальных опухолей, расположенных на расстоянии 2 см от центральной борозды, после операции развивалась апраксия кисти, несмотря на отсутствие слабости в мышцах кисти. В результате пациенты не могли выполнять высокоспециализированные двигательные программы, трудно поддавались процессу реабилитации, что в итоге значительно влияло на качество их жизни [10].

Каждая премоторная область является функционально автономной эфферентной системой, которая дифференцированно генерирует и/или контролирует определенные аспекты моторного поведения и имеет прямые связи не только с первичной моторной корой, но и с мотонейронами спинного мозга. Общее число нейронов премоторных зон, которые проецируются в спинной мозг, практически равно нейронам первичной коры. Премоторная кора интегрирует информацию из теменной и лобной долей и посылает ее в М1.

Сенсорная информация (зрительная, соматосенсорная и проприоцептивная) также обрабатывается и интегрируется в премоторной коре, а затем на основе этой информации формируется и выбирается соответствующая двигательная программа [11, 12]. Интраоперационное стимулирование премоторной коры может вызывать движения как в верхних, так и в нижних конечностях. Премоторные области могут действовать согласованно с M1 и друг с другом для выработки дополнительного набора двигательных команд. Некоторые премоторные области, по-видимому, особенно активны во время подготовки и генерации плана сложных движений, в то время как другие, вероятно, играют специализированную роль в визуальном контроле двигательного действия.

Дорсальная премоторная кора преимущественно связана с дополнительной моторной корой (SMA), М1, вентральной премоторной корой и верхней теменной долькой, играет роль в преобразовании пространственных координат цели, полученных из верхней теменной дольки, в моторное двигательное действие, а также в интеграции произвольных визуальных сигналов и преобразовании их в моторные программы [13, 14]. Вентральная премоторная кора имеет связи с SMA, М1 и дорсальной премоторной корой, участвует, например, в таком сложном двигательном акте, как захват предметов кистью [15]. SMA играет важную роль в планировании сложной последовательности движений, инициации движений и речевой двигательной программы [16].

Клинические аспекты. Несмотря на то что хирургические доступы через премоторные зоны долгое время считались относительно безопасными, повреждение премоторных зон может приводить к возникновению постоянных двигательных нарушений в послеоперационном периоде [17—21]. Одним из наиболее исследованных осложнений после хирургии глиальных опухолей премоторной области является возникновение синдрома поражения SMA [9]. Для данного синдрома характерно возникновение контралатеральной гемиакинезии, гемипареза и мутизма при поражении доминантного по речи полушария. Эти поражения обычно восстанавливаются спонтанно через 7—21 день, за исключением навыков тонких движений и бимануальной координации, нарушение которых может сохраняться более длительное время.

Относительно быстрое восстановление симптомов повреждения SMA, даже если оно неполное, является возможным благодаря процессам нейропластичности мозга, в частности основанным на активации контралатеральной SMA через волокна мозолистого тела [19, 22]. Таким образом, сохранение М1 прецентральной извилины, но при этом повреждение SMA может приводить к нарушению двигательной функции, т.к. страдает система контроля и планирования двигательного действия.

Помимо сохранения премоторной коры в хирургии глиом лобной доли важно не повреждать волокна белого вещества, связывающие данные двигательные центры в единую систему (см. рис. 2). Дисконнекция моторной коры с базальными ядрами и нейронами спинного мозга путем повреждения белого вещества может вызвать иногда намного более грубый неврологический дефицит, чем небольшое повреждение непосредственно двигательной или премоторной коры.

Основные волокна белого вещества, связывающие моторные центры лобной доли. Кортикоспинальный тракт — основной проекционный проводящий путь двигательной системы, связывающий мотонейроны прецентральной извилины с мотонейронами спинного мозга (рис. 3). В прецентральной извилине начинается только 40—60% волокон пирамидного тракта, остальные формируются преимущественно из нейронов постцентральной извилины и премоторной коры [23, 24]. Премоторные зоны интегрируют мультимодальную сенсорную информацию, чтобы выбрать и адаптировать наиболее подходящую двигательную задачу для достижения поставленной цели. Поэтому они имеют обширные связи преимущественно через систему верхнего продольного пучка (рис. 4) с теменной и затылочной долей.

Рис. 3. Схематическое изображение хода волокон правого (фиолетовый цвет) и левого (красный цвет) кортикоспинального тракта.

Рис. 4. Анатомический препарат (диссекция волокон выполнена А.Е. Быкановым).

Поэтапная диссекция латеральной поверхности мозга: пучки верхний продольный II, верхний продольный III, дугообразный и схема пучков системы верхнего продольного пучка. а — в проекции средней лобной извилины после диссекции обнаруживаются волокна верхнего продольного пучка II (желтые стрелки); б — при продолжении диссекции в покрышке мозга найдены волокна верхнего продольного пучка III (синие стрелки), пучок частично удален; в — волокна верхнего продольного пучка III частично удалены. Открылись извилины островка; г — удалены волокна верхнего продольного пучка III. Синий маркер — задняя точка островка, желтый маркер — центральная верхняя точка островка; д — волокна дугообразного пучка обозначены красными стрелками, волокна верхнего продольного пучка II — желтыми стрелками; е — схема пучков системы верхнего продольного пучка (зеленый цвет — верхний продольный пучок I, желтый цвет — верхний продольный пучок II, красный цвет — дугообразный пучок, синий цвет — верхний продольный пучок III).

Верхний продольный пучок I (ВПП I) соединяет верхнюю теменную дольку с премоторной корой и SMA, поэтому в большинстве работ роль данного пучка объясняется его участием в координации и планировании двигательных актов в пространстве: окуломоторной координации, произвольной ориентации внимания в пространстве, премоторном планировании двигательных актов [22, 25—27].

Верхний продольный пучок II (ВПП II) локализован от задних отделов нижней теменной дольки (заканчивается преимущественно в белом веществе угловой извилины) и верхней затылочной извилины до задних отделов верхней и средней лобных извилин, латерально от лучистого венца, сразу над верхними волокнами горизонтальной части дугообразного пучка. Функциональная роль ВПП II (во многом сходна с ВПП I) — пространственная координация движений в верхних конечностях, пространственная рабочая память [28—30].

Верхний продольный пучок III (ВПП III) является внутрипокрышечным пучком лобной и теменной покрышек, соединяя надкраевую извилину с задними отделами нижней лобной извилины. Роль ВПП III в настоящее время не до конца изучена. Он может как быть частью сенсомоторной интегративной системы верхнего продольного пучка, так и входить в систему речевых проводящих путей (артикулярный компонент речи), учитывая крайне сходные с дугообразным пучком области коры, которые он соединяет [31].

Дорсальная премоторная кора, вентральная премоторная кора и SMA связаны с базальными ганглиями посредством фронтостриатального тракта — совокупности волокон белого вещества, спускающихся от этих премоторных областей к стриатуму. Повреждение данного тракта может приводить к нарушениям в беглости речи и инициации моторного действия [32, 33].

Лобный косой пучок (frontal aslant tract, аслант-тракт) пересекает центр лучистого венца и соединяет задние отделы верхней лобной извилины со средней и нижней лобными извилинами, участвует в инициации речевой двигательной программы. Интраоперационное повреждение левого аслант-тракта приводит к появлению речевых нарушений в послеоперационном периоде [34, 35].

Через волокна мозолистого тела SMA имеет связи с противоположной дополнительной моторной и премоторной корой.

Зона максимального риска пересечения ассоциативных трактов в лобной доле. В лобной доле есть зона, где пересекаются в одном месте несколько трактов (рис. 5), и риск одномоментного повреждения их при даже небольшом разрезе прилегающего к коре белого вещества крайне высок. Это задняя часть нижней и средней лобных извилин над проекцией передней переинсулярной борозды. В этом ограниченном поле пересекаются дугообразный пучок (передняя его часть), ВПП II, ВПП III, волокна нижнего лобно-затылочного пучка и аслант-тракта (нижней его части).

Рис. 5. Место пересечения в нижней лобной извилине (обозначено белым кругом) дугообразного (красный цвет), косого (светло-зеленый цвет), нижнего лобно-затылочного (темно-зеленый цвет) пучков и верхнего продольного пучка III (голубой цвет).

Локализация в лобной доле множества корковых и подкорковых функциональных зон, а также связывающих их волокон белого вещества, отвечающих за широкий спектр нейрокогнитивных функций, не позволяет характеризовать хирургию внутримозговых опухолей лобной доли как ординарную задачу. От оперирующего нейрохирурга требуется детальное знание анатомии как корковых функциональных зон лобной доли, так и связывающих их волокон белого вещества.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Быканов А.Е.

Сбор и обработка материала — Быканов А.Е., Безбабичева Т.С.

Написание текста — Быканов А.Е.

Редактирование — Пицхелаури Д.И.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.