Нейрофизиология: ваш новый лучший друг

Ввиду огромного интереса к мозгу (инсульт — это поражение головного мозга), многие отрасли науки использовали свое мастерство и энергию для решения проблемы реабилитации после инсульта. Внимание к данному вопросу заметно возросло в различных научных областях — от физиологии спорта до психологии и от электроники до генетики. Но из всех отраслей науки, участвовавших в дискуссии, одна оказала на нее наибольшее влияние — это нейрофизиология. Нейрофизиологи проявляют большой интерес к пластичности мозга и придают ей огромное значение. У всех есть мозг, но мы не знаем, как наилучшим способом изменить его. Нейропластичность (способность мозга перестраиваться по желанию его владельца) можно определить другим, намного более простым словом — «обучение». Таким образом, нейрофизиологи интересуются обучением. И обучение движениям после инсульта (называемое усвоением двигательных навыков) интересно для нейрофизиологов, потому что оно является уникальным ключом для понимания всего обучения. Люди, перенесшие инсульт, часто утрачивают часть мозга, которая управляет движением. После инсульта пациенты могут пройти обследование (включая сканирование головного мозга), чтобы определить, какие стратегии восстановления помогают им двигаться лучше. Но есть одна проблема. Если наука говорит, что данный метод работает, это не означает, что он будет использоваться. Ученые называют это «отсутствием перехода от лабораторного стола к постели больного». Исследователи жалуются, что полученные результаты экспериментов необязательно используются для лечения людей, перенесших инсульт. Наука все еще пытается понять, до какой степени может изменяться мозг. Но мы уверены в одном. При определенных условиях мозг может радикально перестраиваться за очень короткий период времени. Новые научные данные о пластичности мозга — это хорошие новости для людей, переживших инсульт. Однако, несмотря на все, что нам известно, врачи, лечащие людей после инсульта, не всегда считают, что восстановление имеет какое-либо отношение к мозгу. Поскольку клиницисты обычно не видят изменений мозга, они сосредоточены на том, что могут наблюдать. Как правило, они рассматривают пациентов, перенесших инсульт, с точки зрения «функциональной способности» (способности выполнять повседневные задачи). Во многих случаях цель реабилитации после инсульта проста: сделать перенесших заболевание как можно более функциональными. Эта сосредоточенность на функции не только практична, это именно то, за что готовы платить страховые компании в системе управляемого медицинского обеспечения.

Но есть и обратная сторона этой сконцентрированности на функции. Осуществление функции не равно восстановлению. Например, перенесший инсульт может надевать рубашку и брюки, вообще не двигая поврежденной рукой. Функция необязательно отражает то, что происходит в мозге. Так, мозг пережившего инсульт может с самого начала перестройки обеспечивать качественное, скоординированное движение руки с больной стороны. В начале процесса перестройки отмечаются небольшие движения. Но они считаются «нефункциональными». Вместе с тем небольшие движения, еще не обеспечивающие выполнение функции, важны для продвижения процесса восстановления. К сожалению, вместо этого лечение может быть сосредоточено на использовании здоровой стороны, чтобы помочь пациенту восстановить функцию в наибольшей степени. Таким образом, фокусирование на функции — это на самом деле сосредоточение на здоровой стороне. Из-за этой концентрации на функции часть мозга, которая управляет здоровой стороной (как это ни парадоксально), значительно перестраивается. Лечение сосредоточено именно на ней, поэтому она изменяется. В то же время часть мозга, которая управляет больной стороной, остается неизменной, поскольку от нее иного не требуется. Этот процесс лежит в основе феномена «разучился использовать».

В условиях типичного реабилитационного учреждения функция является не только целью, но и тем, что тестируется. Как правило, тесты сосредоточены на «повседневных действиях», таких как ходьба, одевание, пользование туалетом, и не очень подробны. Перенесший инсульт либо может ходить, одеваться или пользоваться туалетом, либо не может. Единственный нюанс состоит в попытке определить, в какой степени человеку необходима помощь, чтобы справиться с данной задачей. Требуемая помощь предполагает четыре общих категории:

• самостоятельный — никакая помощь не нужна;
• необходима минимальная помощь;
• необходима умеренная помощь;
• необходима максимальная помощь.

Как только перенесший инсульт достиг высшего уровня функциональной способности, его лечение прекращается. «Высший уровень функциональной способности» называется плато и считается пределом восстановления.

Однако нейрофизиологи ставят под сомнение такой подход, спрашивая: «Действительно ли эти ограничения наложены мозгом или они обусловлены особенностями реабилитации и тестов?» Данный вопрос можно задать по-другому: «Людей, перенесших инсульт, лечат традиционными методами или согласно науке?» Эти вопросы стали основой нового взгляда на восстановление после инсульта, и здесь нейрофизиология снова идет в авангарде. Нейрофизиологи рассматривают восстановление с точки зрения не функции, а функционирования мозга. Будучи сосредоточены на мозге, они обычно намного более оптимистичны относительно выздоровления от инсульта, чем клиницисты. При среднем инсульте (подчеркиваю, среднем) в мозге умирает небольшой процент нейронов (нервных клеток). Но из-за сосредоточения на функции это незначительное количество нейронов имеет огромное влияние на мозг. Данный процесс известен как феномен «разучился использовать». Предотвращение воздействия этого феномена на мозг является самой важной целью подострой фазы.

Как это делается?

Традиционно исследования восстановления после инсульта проводились практикующими врачами с большим клиническим опытом (опытом лечения пациентов). Другими словами, исследователи, которые изучают восстановление после инсульта, изначально не являлись учеными. Они начинают профессиональную деятельность как клиницисты. Их клинический опыт оказывает глубокое влияние на научную работу. Так как «прежде всего они — клиницисты», они часто рассматривают перенесших инсульт как уязвимых и слабых пациентов. Их клинический опыт говорит им, что большинство людей, переживших инсульт, находятся в пожилом возрасте и кроме инсульта имеют другие болезни (проблемы с сердцем, диабет, ортопедические заболевания и т. д.). На их исследования воздействуют представления о слабости тела, а не о пластичности мозга.

В классическом клиническом исследовании восстановления после инсульта есть и другие проблемы. Занимаясь научной работой, вы ищете (насколько можете) лечение, подходящее для всех. Рассмотрим следующие утверждения:

• «Аспирин уменьшает боль»;
• «Физические упражнения понижают кровяное давление»;
• «От кофеина люди ведут себя более оживленно».

Справедливость этих положений была доказана на здоровых людях. Если вы проводите исследование на здоровых людях, то можете выбрать для участия в эксперименте любых из них. Но что, если вы изучаете людей, перенесших инсульт? Как вам найти «среднего человека, перенесшего инсульт»? Каждый инсульт особенный. Это утверждение верно во многих отношениях.

Например, каждый инсульт:

Видео: Лучший друг

• влияет на определенные части мозга;
• вызывает определенные поражения;
• встречается в определенном возрасте.

Кроме того, у каждого человека, пережившего инсульт-.

• есть свой уровень мотивации;
• есть свой уровень общего здоровья;
• есть свои цели;
• прошло определенное время после заболевания.

Из-за этого клиницистам при исследовании реабилитации сложно разработать методы лечения, подходящие для всех. Именно здесь у нейрофизиологии есть большое преимущество. Нейрофизиологи часто работают с животными. Как правило, это обычные крысы, которые успешно используются в исследованиях восстановления после инсульта по ряду причин.

Прежде всего, они:

• недороги;
• с ними легко работать (по сравнению с другими животными);
• у них есть передние лапы, движения которых схожи с движениями человеческих рук.

Нейрофизиологи могут использовать группы крыс, которые примерно однородны с точки зрения возраста, рациона, здоровья, среды, воспитания и т. д., специально вызывая у животных инсульт. Они делают это различными способами. Один из них состоит в том, чтобы хирургически заблокировать артерию, которая снабжает кровью мозг. Еще один способ — воздействовать на мозг крысы струей воды при помощи специальной воронки, проходящей сквозь череп. При этом убивается определенная часть мозга. В итоге у вас появляется много очень похожих «пациентов» с очень похожими инсультами.

Помимо возможности получить популяцию животных с аналогичными инсультами, крысы предоставляют одно преимущество. Рассмотрим такую проблему: мы знаем, что интенсивность (много тяжелой работы) помогает выздороветь перенесшим инсульт. Нам также известно, что слишком большие нагрузки сразу после инсульта могут затруднить восстановление. Таким образом, возникает вопрос: когда терапия должна стать интенсивной и насколько ей следует быть интенсивной? Такого рода исследования на людях считались бы неэтичными по ряду причин. Скажем, исследователи хотели бы проверить очень интенсивную терапию вскоре после инсульта. Мы знаем, что сразу после инсульта мозг весьма уязвим, поэтому вы можете навредить человеку, перенесшему это заболевание. Исследование, при котором есть вероятность причинить вред людям, неэтично и незаконно. В действительности правила проведения любого рода экспериментов на людях очень строгие и получить на них разрешение трудно. Таким образом, исследование, допускающее возможность причинения какого-либо вреда людям, никогда не состоялось бы.

Но с крысами исследователи могут делать практически что угодно (в разумных пределах), например проводить им очень интенсивную терапию, как только те приходят в себя после инсульта- заставлять их плавать или бегать на большие расстояния (здоровыми лапами) сразу после заболевания. Ученые имеют возможность проводить на крысах и другие эксперименты, которые были бы неэтичны в случае участия людей. Рассмотрим то, что называют «обогащенной средой». Мы уверены, что обогащенная среда (множество социальных взаимодействий, предметов для игры и т. д.) способствует выздоровлению людей, перенесших инсульт, но для проверки этой гипотезы одним пережившим инсульт создавали обогащенную среду, а другие были изолированы в комнате и лишены социальных взаимодействий. Это явно неэтично при работе с людьми, но такого рода исследования проводились на крысах. Одну группу крыс размещали по отдельным клеткам в отдельных комнатах, где не было ничего, кроме пищи. Вторую группу крыс оставляли с большим количеством других крыс и игрушек. При этом проверяется не просто влияние «обогащенной среды». Используя крыс, вы можете изучить воздействие практически любой переменной, включая сон, рацион, физические нагрузки, среду, температуру и т. д.

Так что же позволили узнать обычные крысы о восстановлении после инсульта? Какие тайны обнаружили нейрофизиологи? Вот краткий список некоторых наиболее замечательных открытий в нейрофизиологии.

• В среднем мозге есть 100 миллиардов нейронов. Средний инсульт разрушает более 1 % этих нейронов (1,2 миллиарда). Нейрофизиологи спрашивают: почему в таком пластичном мозге столь небольшое повреждение (менее 2 %) оказывает весьма разрушительное влияние на среднего человека, перенесшего инсульт?
  
• Нейрофизиологи начинают понимать, как феномен «разучился использовать», а не просто степень поражения мозга, определяет последствия инсульта. Феномен «разучился использовать» можно контролировать в процессе реабилитации. То есть подбор методов восстановления способен усилить или ослабить данный феномен.
• Обогащенная среда (множество бесед, игр и предметов для них) способствует восстановлению движений. К сожалению, инсульт уменьшает возможности для социальных взаимодействий.
  
• В первые несколько недель после инсульта человек находится в одиночестве приблизительно 60 % времени, и он неактивен (лежит или в лучшем случае сидит) 75 % времени. Нейрофизиологические исследования показывают, что обогащенная среда в тот период, когда человек обычно «пребывает в простое», способствует восстановлению.
• Обогащенная среда полезна для мозга после инсульта. Обогащенная среда увеличивает:
  
• число отростков (дендритов) у нейронов (нервных клеток в мозге);
• число связей между нейронами (синапсов);
• число клеток, которые поддерживают нейроны (глиальных клеток);
• число кровеносных сосудов, которые снабжают кровью мозг.
• «Сложность среды» помогает восстановлению движений. К сожалению, инсульт уменьшает возможности работать в сложной среде.
  
• После инсульта большая часть времени проводится в одиночестве и покое (то есть за просмотром телепередач).
• Поведение изменяет мозг. Мозг перестраивается в соответствии с поведением перенесшего инсульт.
• В первые 10 дней после инсульта сосредоточенная тренировка здоровой стороны ухудшает функцию больной стороны. Затем этот отрицательный эффект распространяется на последующие попытки восстановить здоровую сторону.
• Слишком высокая интенсивность реабилитации в первые 7 дней после инсульта может навредить функции.
• Когда перенесшие инсульт самостоятельно тренируются в течение первых 7 дней после заболевания, пластичность мозга уменьшается.
• Когда перенесшие инсульт начинают самостоятельно тренироваться спустя 14-20 дней после инсульта, пластичность мозга увеличивается.
• После инсульта есть определенные удобные моменты, когда мозг очень пластичен.

В исследованиях на крысах:

• лечение, начатое между 5-м и 14-м днями после инсульта, приводило к наибольшему восстановлению;
• лечение, начатое спустя 30 дней после инсульта, приводило к очень небольшому восстановлению.

Видео: Моя маленькая пони - Твой лучший друг (Песня)(Субтитры) HD MLP: Pony - Hero

Следует сделать еще одно замечание о подходе нейрофизиологов к восстановлению после инсульта. Многие специалисты в области нейрофизиологии интересуются влиянием на перестройку мозга особого белка — нейротрофического фактора мозга, или НФМ. Его также называют «чудесным фактором роста мозга». НФМ начинает вырабатываться естественным путем сразу после рождения, что имеет смысл, поскольку мозг должен значительно перестраиваться немедленно после рождения. Он вырабатывается и после травмы головного мозга, включая инсульт. Этим в том числе обусловлена важность под острой фазы после инсульта. Во время нее мозг буквально наводнен НФМ. Именно поэтому подострая фаза дает такие уникальные возможности для восстановления.

У переживших инсульт НФМ может вырабатываться намного позже подострой фазы. На самом деле это характерно для всех людей в любой момент жизни, но для этого требуется приложить определенные усилия. Наполнить мозг НФМ можно с помощью физических упражнений. Нагрузки на сердечнососудистую систему (сердце и легкие) и тренировки (мышц) с отягощениями буквально зальют мозг НФМ. Таким образом, наряду со всеми другими выгодами от упражнений после инсульта, с их помощью вы также облегчите для мозга процесс перестройки.

Какие меры предосторожности следует соблюдать?

Применение этих знаний о восстановлении после инсульта у животных и людей только начинается. В клиниках продолжается тестирование методов, разработанных в научных лабораториях. У исследователей еще много работы, но у практикующих врачей уже есть возможность ознакомиться с результатами базовых исследований на животных и подумать о том, как полученные данные могли бы повлиять на их клинические решения.