Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге
- Автор: Линден Дэвид
- Год: 2022
- Язык: русский
- Год: Синдбад
- ISBN: 978-5-00131-420-2
- Переводчик: Юрий Яковлевич Гольдберг
- Жанр: Биология
Электронная книга - «Мозговой трест. 39 ведущих нейробиологов – о том, что мы знаем и чего не знаем о мозге». Краткое содержание книги:
Авторы описывают самые удивительные особенности мозга, честно объясняя, что известно, а что пока неизвестно ученым о работе нервной системы. Книга увлечет всех, кто интересуется наукой о мозге.
Эффект спонтанного биологического восстановления заключается в том, что почти все пациенты в той или иной мере восстанавливаются после инсульта и что почти весь процесс восстановления происходит в течение первых трех месяцев[258]. Слово «спонтанное» неоднозначно, поскольку приписывает восстановление внутреннему процессу, а не усилиям по реабилитации. Как бы то ни было, существуют достоверные свидетельства в пользу этого. В 2008 году мы показали, что восстановление моторных нарушений руки в первые три месяца после инсульта может быть описано простым правилом, которое мы назвали пропорциональным восстановлением. Правило гласит, что большинство пациентов восстанавливают 70 % своих максимальных возможностей в течение трех месяцев[259]. Сам факт существования этого правила — с тех пор оно неоднократно подтверждалось[260] — указывает на то, что стандартные методы лечения почти ничего не добавляют к ожидаемым результатам спонтанного биологического восстановления. Почему? Ответ заключается в том, что максимальный потенциал восстановления в течение трех месяцев определяется уровнем повреждений в первую неделю после инсульта. Возможность точно спрогнозировать состояние пациента через три месяца на основе состояния через неделю после инсульта означает, что стандартная терапия в этот период не может ощутимо влиять на результат. И этот вывод подтверждается практикой: дополнительная стандартная терапия не приводит к нарушению правила пропорционального восстановления[261]. И наконец, недавно было показано, что восстановление моторного контроля, уровень которого оценивался путем точных измерений движений, выходит на плато примерно через пять недель после инсульта, несмотря на продолжающееся восстановление силы и активности[262].
Таким образом, в первый период после инсульта, по всей видимости, протекают два независимых процесса: стандартная терапия, нацеленная на повседневную активность, использует компенсационные стратегии, а спонтанное биологическое восстановление ведет к устранению повреждений. Можно ли направить все усилия на восстановление — то есть удастся ли нам разработать методы реабилитации, которые будут задействовать механизмы спонтанного биологического восстановления и позволят достичь уровня реабилитации выше 70 %? Ответ могут дать лабораторные исследования грызунов, у которых ученые искусственно провоцировали инсульт. В том, что касается хватательных действий (протянуть руку и сжать пальцы), между грызунами и людьми наблюдается удивительное сходство[263]. Если у крысы или мыши вызвать инсульт моторной коры после того, как животное научится выполнять хватательную задачу, то оно восстанавливается гораздо быстрее в тех случаях, когда реабилитационные тренировки с той же задачей начинаются раньше[264]. Например, если научить мышь просовывать лапу в узкую щель, чтобы доставать еду из кормушки, она возвращается к нормальному (доинсультному) уровню ловкости, если начинает тренироваться на следующий день после инсульта; если же первую тренировку отложить на неделю, степень восстановления будет минимальной[265].
Результаты опытов с грызунами показывают, что сама природа ишемического инсульта определяет существование кратковременного периода повышенной восприимчивости к тренировкам. Эту гипотезу подтвердил недавний эксперимент, проведенный Стивом Зейлером и его коллегами в Школе медицины Университета Джонса Хопкинса[266]. Они предположили, что повторный инсульт моторной коры может парадоксальным образом вновь открыть окно повышенной восприимчивости к тренировкам и способствовать полному восстановлению от предыдущего, первого инсульта. Для проверки этой идеи они вызвали у мыши инсульт моторной коры головного мозга, а тренировки начали через неделю. Как и ожидалось, восстановление было минимальным, поскольку до начала тренировок прошло слишком много времени. Затем исследователи вызвали у той же мыши второй инсульт в той же области. Неудивительно, что состояние животного было еще хуже, чем после первого инсульта. Поразительным оказалось другое: повторные тренировки вернули мышь к нормальному состоянию. Получается, первый инсульт был вылечен благодаря второму. Следует подчеркнуть, что этот эксперимент проводился для того, чтобы убедительно доказать существование после инсульта периода повышенной восприимчивости, в течение которого путем тренировок можно добиться полного восстановления, независимо от тяжести повреждений.
258
Krakauer, Carmichael, Corbett, and Wittenberg, «Getting Neurorehabilitation Right»; S. C. Cramer, «Repairing the Human Brain after Stroke: I. Mechanisms of Spontaneous Recovery», Annals of Neurology 63 (2008): 272–287; P. W. Duncan, L. B. Goldstein, D. Matchar, G. W. Divine, and J. Feussner, «Measurement of Motor Recovery after Stroke: Outcome Assessment and Sample Size Requirements», Stroke 23 (1992): 1084–1089; H. Nakayama, H. S. Jørgensen, H. O. Raaschou, and T. S. Olsen, «Recovery of Upper Extremity Function in Stroke Patients: The Copenhagen Stroke Study», Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 75 (1994): 394–398; H. S. Jørgensen, H. Nakayama, H. O. Raaschou, and T. S. Olsen, «Stroke. Neuro-logic and Functional Recovery: The Copenhagen Stroke Study», Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America 10 (1999): 887–906.
259
S. Prabhakaran, E. Zarahn, C. Riley, A. Speizer, J. Y. Chong,R. M. Lazar, R. S. Marshall, and J. W. Krakauer, «Inter-Individual Variability in the Capacity for Motor Recovery after Ischemic Stroke», Neurorehabilitation and Neural Repair 22 (2008): 64–71.
260
E. R. Buch, S. Rizk, P. Nicolo, L. G. Cohen, A. Schnider, and A. G. Guggis berg, «Predicting Motor Improvement after Stroke with Clinical Assessment and Diffusion Tensor Imaging», Neurology 86 (2016): 1924–1925; C. Winters, E. E. H. v. Wegen, A. Daffertshofer, and G. Kwakkel, «Generalizability of the Proportional Recovery Model for the Upper Extremity after an Ischemic Stroke», Neurorehabilitation and Neural Repair 29 (2015): 614–622.
261
W. D. Byblow, C. M. Stinear, P. A. Barber, M. A. Petoe, and S. J. Ackerley, «Proportional Recovery after Stroke Depends on Corticomotor Integrity», Annals of Neurology 78 (2015): 848–859.
262
J. C. Cortes, J. Goldsmith, M. D. Harran, J. Xu, N. Kim, H. M. Schambra, A. R. Luft, P. Celnik, J. W. Krakauer, and T. Kitago, «A Short and Distinct Time Window for Recovery of Arm Motor Control Early after Stroke Revealed with a Global Measure of Trajectory Kinematics», Neurorehabilitation and Neural Repair 31 (2017): 552–560.
263
I. Q. Whishaw, S. M. Pellis, and B. P. Gorny, «Skilled Reaching in Rats and Humans: Evidence for Parallel Development or Homology», Behavioural Brain Research 47 (1992): 59–70; L.-A. R. Sacrey, M. Alaverdashvili, and I. Q. Whishaw, «Similar Hand Shaping in Reaching-for-Food (Skilled Reaching) in Rats and Humans Provides Evidence of Homology in Release, Collection, and Manipulation Movements», Behavioural Brain Research 204 (2009): 153–161.
264
J. Biernaskie, G. Chernenko, and D. Corbett, «Efficacy of Rehabilitative Experience Declines with Time after Focal Ischemic Brain Injury», Journal of Neuroscience 24 (2004): 1245–1254; K. L. Ng, E. M. Gibson, R. Hubbard, J. Yang, B. Caffo, R. J. O’Brien, J. W. Krakauer, and S. R. Zeiler, «Fluoxetine Maintains a State of Heightened Responsiveness to Motor Training Early after Stroke in a Mouse Model», Stroke 46 (2015): 2951–2960; S. R. Zeiler and J. W. Krakauer, «The Interaction between Training and Plasticity in the Poststroke Brain», Current Opinion in Neurology 26 (2013): 609–616.
265
Ng, Gibson, Hubbard, Yang, Caffo, O’Brien, Krakauer, and Zeiler, «Fluoxetine Maintains a State of Heightened Responsiveness to Motor Training Early after Stroke in a Mouse Model».
266
S. R. Zeiler, R. Hubbard, E. M. Gibson, T. Zheng, K. Ng, R. O’Brien, and J. W. Krakauer, «Paradoxical Motor Recovery from a First Stroke after Induction of a Second Stroke Reopening a Postischemic Sensitive Period», Neurorehabilitation and Neural Repair 30 (2016): 794–800.