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.
Совершенно очевидно, что мы не можем провоцировать второй инсульт у пациентов, перенесших первый. Придется искать другие средства для достижения того же эффекта, но без дальнейшего повреждения мозга. Один из перспективных подходов — сочетание таких препаратов, как ингибитор обратного захвата серотонина флуоксетин (прозак), с ранним началом тренировок после инсульта[267]. Другой вариант — резко повысить интенсивность и продолжительность поведенческих тренировок пациентов непосредственно после инсульта. В настоящее время в первые недели реабилитации пациенты около 60 % времени проводят в одиночестве и до 85 % времени находятся в неподвижном состоянии[268]. Научные данные показывают: для появления регистрируемых изменений в моторной коре животных требуются сотни или даже тысячи повторений[269]. А существующие методы лечения предполагают всего 30![270]
Описанные выше исследования показали, что люди, перенесшие инсульт, могут спонтанно восстановиться в первые три месяца, а у грызунов с искусственно спровоцированным инсультом существует недельное окно повышенной восприимчивости к тренировкам. Как использовать эту информацию для разработки новых подходов к реабилитации, которые выйдут за рамки компенсационных тренировок, ориентированных на конкретные задачи? Во-первых, следует начать с гипотезы, что существует некая связь между спонтанным восстановлением у людей и периодом повышенной восприимчивости у мышей. Если гипотеза верна, то можно надеяться, что период высокой восприимчивости к тренировкам существует и у людей и что он может длиться до трех месяцев. Во-вторых, стоит подумать о разработке методики моторных тренировок, которые при достаточно высокой интенсивности в период повышенной восприимчивости дадут лучший результат, чем тренировки, направленные на решение тех или иных задач. Тем самым будет преодолено «проклятие ориентации на конкретную задачу»[271]. Так, умение быстро печатать на пишущей машинке не поможет вам ловко завязывать шнурки, хотя в обоих случаях вы задействуете пальцы. Один из факторов, позволяющих отказаться от упора на конкретные задачи, заключается в некотором сходстве между пластичностью мозга после инсульта и нормальным развитием человека в раннем возрасте[272].
Опираясь на приведенные здесь данные нейробиологии и соответствующие гипотезы, мы с сотрудниками нашей лаборатории разработали видеоигру, адаптируемую к потребностям пациента. В ней человек погружается в виртуальный морской мир, где управляет симуляцией дельфина, подчиняющегося его командам[273]. Дельфин должен прыгать, кувыркаться, ловить рыбу и сражаться с акулами[274]. Игра спроектирована таким образом, чтобы у пациента создавалась внутренняя мотивация, которая больше способствует получению удовольствия, творческому подходу и гибкости, чем внешние стимулы[275]. Игра разработана для использования совместно с экзоскелетной роботизированной рукой в целях многопланового исследования, которое мы проводим на пациентах с постинсультным гемипарезом средней и тяжелой степени. Цель в том, чтобы заставить пациентов выполнять большой объем пробных движений рукой, напоминающих бесцельные движения рук у младенцев (моторный лепет), по два часа в день в течение трех недель.
Экзоскелетный робот обеспечивает антигравитационную поддержку, чтобы слабость мышц пациента не препятствовала тренировкам. Для испытаний были выбраны только те пациенты, у которых с момента инсульта прошло не больше пяти недель. Основная гипотеза заключается в том, что пациенты смогут достичь более полного восстановления, чем достигли бы под влиянием одних только спонтанных механизмов, если в период высокой восприимчивости к тренировкам каждый день будут выполнять рукой множество движений, охватывающих весь диапазон повседневных задач[276]. Пробные движения, требующие ловкости, такой интенсивности и в таком количестве до сих пор не применялись на раннем этапе реабилитации после инсульта. Предстоит выяснить, можно ли достичь с людьми столь же поразительных результатов, какие были получены на животных. В любом случае есть надежда, что изложенные здесь идеи, на основе которых тестируется новый подход к реабилитации, станут примером того, как открытия нейробиологов могут способствовать здоровью и благополучию людей.
267
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»; V. Windle and D. Corbett, «Fluoxetine and Recovery of Motor Function after Focal Ischemia in Rats», Brain Research 1044 (2005): 25–32; F. Chollet, J. Tardy, J. F. Albucher, C. Thalamas, E. Berard, C. Lamy, Y. Bejot, S. Deltour, A. Jaillard, P. Niclot, B. Guillon, T. Moulin, P. Marque, J. Pariente, C. Arnaud, and I. Loubinoux, «Fluoxetine for Motor Recovery after Acute Ischaemic Stroke (FLAME): A Randomised Placebo-Controlled Trial», Lancet Neurology 10 (2011): 123–130.
268
J. Bernhardt, H. Dewey, A. Thrift, and G. Donnan, «Inactive and Alone: Physical Activity within the First 14 Days of Acute Stroke Unit Care», Stroke 35 (2004): 1005–1009.
269
R. J. Nudo, G. W. Milliken, W. M. Jenkins, and M. M. Merzenich, «Use-Dependent Alterations of Movement Representations in Primary Motor Cortex of Adult Squirrel Monkeys», Journal of Neuroscience 16 (1996): 785–807; E. J. Plautz, G. W. Milliken, and R. J. Nudo, «Effects of Repetitive Motor Training on Movement Representations in Adult Squirrel Monkeys: Role of Use versus Learning», Neurobiology of Learning and Memory 74 (2000): 27–55; K. M. Friel, S. Barbay, S. B. Frost, E. J. Plautz, A. M. Stowe, N. Dancause, E. V. Zoubina, and R. J. Nudo, «Effects of a Rostral Motor Cortex Lesion on Primary Motor Cortex Hand Representation Topography in Primates», Neurorehabilitation and Neural Repair 21 (2007): 51–61.
270
C. E. Lang, J. R. Macdonald, D. S. Reisman, L. Boyd, T. Jacobson Kimberley, S. M. Schindler-Ivens, T. G. Hornby, S. A. Ross, and P. L. Scheets, «Observation of Amounts of Movement Practice Provided during Stroke Rehabilitation», Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 90 (2009): 1692–1698.
271
D. Bavelier, C. S. Green, A. Pouget, and P. Schrater, «Brain Plasticity through the Life Span: Learning to Learn and Action Video Games», Annual Review of Neuroscience 35 (2012): 391–416.
272
S. C. Cramer and M. Chopp, «Recovery Recapitulates Ontogeny», Trends in Neurosciences 23 (2000): 265–271.
273
K. Russell, «Helping Hand–Robots, Video Games, and a Radical New Approach to Treating Stroke Patients», Annals of Medicine, New Yorker, Nov. 23, 2015.
274
C. Zimmer, «Could Playing a Dolphin in a Video Game Help Stroke Patients Recover?» https://www.statnews.com/2016/03/25/after-a-stroke-reteaching-the-brain-by-gaming. В этом материале есть видео терапевтической игры.
275
D. A. Gentile, «The Multiple Dimensions of Video Game Effects», Child Development Perspectives 5 (2011): 75–81; A. K. Przybylski, C. Scott, and R. M. Ryan, «A Motivational Model of Video Game Engagement», Review of General Psychology 14 (2010): 154–166; K. Laver, S. George, S. Thomas, J. E. Deutsch, and M. Crotty, «Virtual Reality for Stroke Rehabilitation: An Abridged Version of a Cochrane Review», European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine 51 (2015): 497–506; C. S. Green and D. Bavelier, «Action Video Game Modifies Visual Selective Attention», Nature 423 (2003): 534–537; T. Strobach, P. A. Frensch, and T. Schubert, «Video Game Practice Optimizes Executive Control Skills in Dual-Task and Task Switching Situations», Acta Psychol (Amst) 140 (2012): 13–24.
276
I. S. Howard, J. N. Ingram, K. P. Kording, and D. M. Wolpert, «Statistics of Natural Movements Are Reflected in Motor Errors», Journal of Neurophysiology 102 (2009): 1902–1910.