Врач Супонева: оценить восстановительный резерв мозга можно четырьмя методами
Инсульт влияет на множество жизненно важных функций мозга. Среди его последствий нарушения координации, речевые и психические расстройства, параличи, парезы и многое другое. Но все функции можно восстановить. Сегодня для этого используют экзоскелеты, которые могут поднять лежачего, читающий мысли больного интерфейс «мозг-компьютер», магнитную стимуляцию и другие методы. Подробнее об этом во Всемирный день борьбы с инсультом рассказала «Газете.Ru» директор Института нейрореабилитации и восстановительных технологий Научного центра неврологии, член-корреспондент РАН Наталья Супонева.
— После инсульта всем пациентам необходима нейрореабилитация. Как вы выбираете метод восстановления утраченных функций?
— При выборе метода нейрореабилитации мы в том числе основываемся на нейропластичности мозга — его способности быть гибким, адаптироваться к повреждениям и включать различные компенсаторные механизмы. Это свойство существует у любого человека, даже у пожилого, хотя у пожилых людей оно может быть менее выражено из-за ограниченности резервов.
— Кроме возраста, существуют ли другие факторы, влияющие на способность мозга к восстановлению?
— Если у человека уже есть фоновые нарушения, то его резервы нейропластичности могут быть меньше. Например, если он перенес инсульт повторно, у него были черепно-мозговые травмы или другие заболевания, которые повредили головной мозг, например, энцефалопатия, то нейропластичность будет хуже и менее эффективной.
— А как оценить резерв человеческого мозга?
— Используются разные методы: магнитно-резонансная томография (МРТ), функциональная МРТ, транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) и электроэнцефалография. Они также позволяют увидеть изменения, происходящие в результате реабилитации, показать, эффективна ли она.
К примеру, пациент помещается в магнитно-резонансный томограф и либо лежит там спокойно, либо выполняет специальные задания. Активность нейронов в мозге меняется, это считывает томограф и отправляет данные в программы для определения рабочих зон мозга и их связей. Анализ также показывает нейронные сети — группы нервных клеток, работающих в ансамблях, связанных общей функциональной задачей (например, слуховой, зрительной) или состоянием покоя. Мы анализируем зоны в совокупности, чтобы понять, как они работают в ансамблях и какие активны при выполнении конкретной задачи.
— Как работает метод транскраниальной магнитной стимуляции?
— Он позволяет картировать зоны мозга. Мы загружаем в компьютер изображения головного мозга конкретного пациента, полученного при помощи МРТ, и проводим диагностическую стимуляцию электромагнитными полями в определенных зонах мозга, получая ответ на это воздействие. Мы составляем карту «представительств» рук, ног и языка в головном мозге и можем увидеть, как она соотносится с зоной инсульта.
Оценка возбудимости коры головного мозга с помощью этого метода помогает определить, есть ли у мозга резерв для восстановления поврежденной части. Если большая зона повреждения в головном мозге человека не подлежит восстановлению, мы не станем заставлять ее работать. Но мы будем воздействовать на соседние участки или другое полушарие, чтобы они взяли функции поврежденного участка. Если же зоны имеют резервы для восстановления, мы будем воздействовать на них.
— В вашем Институте занимаются исследованиями и разработками новых методов реабилитации. Какие технологии применяются при нарушениях сознания после инсульта?
— Нарушение сознания после инсульта, как правило, возникает в остром периоде и при очень тяжелом инсульте. Когда нарушение сознания затягивается и человек не может вернуться в нормальное состояние, возникают различные другие состояния. Например, ареактивное бодрствование, когда пациент просыпается, но не реагирует на внешний мир. Или состояние минимального сознания, когда есть признаки активности и произвольных движений, но их мало.
Эти состояния возникают спустя 2–3 месяца после повреждения, и именно в этот период мы применяем высокотехнологичные методы реабилитации. К ним относится стимуляция органов чувств: обоняния, вкуса, слуха или тактильности. Например, если у пациента сохранилось чувство юмора, нейропсихологи могут разработать программу реабилитации, чтобы «раскачать» работу всего мозга через этот канал.
— А электрически мы мозг можем простимулировать?
— Да. Транскраниальные электрическая и магнитная стимуляция воздействуют на определенные зоны головного мозга и заставляют их работать.
ТМС эффективнее воздействует на мозг, но этот метод не всем подходит. Если в процессе подготовки пациента к процедуре мы обнаруживаем, что некоторые зоны мозга обладают повышенной возбудимостью, это может быть сигналом о потенциальной предрасположенности к эпилептическим приступам или о том, что у пациента уже были такие приступы в прошлом. В таких случаях мы не применяем ТМС, так как она может вызвать эпилептический приступ.
— Можно ли с помощью этих методик восстановить речь после инсульта?
— Да, тогда мы стимулируем области мозга, ответственные за речь. Однако основную работу по реабилитации проводят логопеды и нейропсихологи. Они предлагают пациентам различные задания, направленные на чтение, письмо, понимание речи и т. д.
Однако есть случаи, когда речь не удается восстановить. Это происходит из-за того, что большинство инсультов затрагивают обширные участки головного мозга. Так, в результате инсульта у человека может возникнуть моторная афазия, тогда он не будет говорить. Но нейропсихологи подберут ему набор карточек с картинками для общения с окружающими, что будет помогать в определенных ситуациях.
— Какие методики применяются для восстановления движений после инсульта?
— Основной метод восстановления утраченных движений — кинезотерапия, то есть лечение движением. Наши пациенты обучаются движению под руководством специалистов — кинезиологов. Они активно используют реабилитационные устройства, такие как платформы, дорожки и экзоскелеты, которые обеспечивают разную степень поддержки. Они позволяют пациентам получать эффективную обратную связь, которая помогает понять, насколько правильно и хорошо они выполняют упражнения.
Как правило, тренировки проходят в игровой форме. Например, человек может надеть экзоскелет на руку и выполнять различные упражнения, такие как сбор яблок в корзину. С помощью обратной связи на экране отображается результат его действий: правильно ли он все делает, как нужно скорректировать движения. Это мотивирует пациента не просто двигать рукой в воздухе, а выполнять определенные задачи, что приводит к лучшим результатам.
— Всем ли пациентам показано использование экзоскелетов?
— При реабилитации пациентов с легкой степенью слабости в конечностях экзоскелет может не потребоваться. В таких случаях восстановление происходит естественным образом под контролем специалиста.
Однако если повреждение выражено значительно и человеку не хватает сил поднять руку и преодолеть силу тяжести, тогда экзоскелет может стать настоящим спасением. Экзоскелет помогает двигать рукой в тех ситуациях, когда собственных возможностей человека недостаточно.
Кроме того, он также дает тактильные ощущения, что очень важно для восстановления: мозг получает обратную связь от движения мышц и суставов, что стимулирует его работу.
Нарушение походки при инсульте тоже можно восстановить при помощи экзоскелета. Допустим, с одной стороны у пациента будет согнута и прижата к телу рука, а нога с этой же стороны во время ходьбы совершает круговые загребающие движения. Экзоскелет может помочь человеку более правильно ставить ногу во время ходьбы, помогая преодолеть изменения тонуса.
— А можно ли при помощи экзоскелета поднять полностью парализованного больного?
— Да, мы можем полностью поместить человека в экзоскелет. Но это может быть небезопасно. И если человек полностью парализован, то тренировка с экзоскелетом будет пассивной и не даст эффекта.
Экзоскелет будет эффективен, если у человека остались определенные способности: например, он может стоять, удерживать равновесие и немного двигать конечностями. Даже если он не может ходить, но может совершать незначительные движения, экзоскелет поможет натренировать его. Если же этих способностей нет, то нужен просто вертикальный роботизированный тренажер, который будет учить человека хотя бы как-то удерживать свое тело.
— Вы также используете системы «мозг-компьютер» для реабилитации. Как они работают?
— Если пациент выполняет упражнения, сосредоточившись на том, что он делает, и четко представляя движение, которое хочет выполнить, эффект тренировок будет лучше.
«Мозг-компьютер» считывает информацию о работе нейронов с помощью энцефалографа и помогает понять, правильно ли человек представляет движения.
Во время представления движения меняется биоэлектрическая активность мозга в двигательных зонах коры. Если пациент делает все правильно, то активность мозга изменится и появится определенный ритм. Компьютер, анализирующий энцефалограмму в реальном времени, зарегистрирует его и даст обратную связь, например, на экзоскелет, который надевается на руку или на экран компьютера.
Такие тренировки усиливают процессы нейропластичности и делают восстановление более эффективным, ведь инструктор не может оценить, правильно ли представляет пациент движения или нет. Кстати, этот же интерфейс мы можем применять для полностью парализованных пациентов. Сначала человек представляет, что он двигается, и постепенно мышцы включаются в работу.
— Как виртуальная реальность помогает восстановиться после инсультов?
— VR открывает новые горизонты в выполнении упражнений, направленных на улучшение двигательных навыков, баланса, координации и восстановление когнитивных функций, например, памяти, внимания и коммуникации.
Поддержание интереса и желания восстанавливаться особенно важно для пациентов, перенесших инсульт. Многие из них испытывают апатию и нежелание заниматься из-за депрессии или других факторов. VR становится настоящим спасением, позволяя разнообразить тренировки и сделать их более длительными. Благодаря таким погружениям люди меньше устают и могут заниматься дольше, что приводит к большему эффекту от занятий.
Более того, VR открывает возможности для командных тренировок. Сейчас мы создали виртуальную среду, в которой люди из разных помещений, даже из разных городов, могут погрузиться в единое виртуальное пространство и выполнять общие задачи, например, купить продукты для приготовления салата. Это делает процесс не только интересным, но и полезным, ведь групповая терапия приносит более ощутимый эффект.
— Какие еще разработки ведутся в вашем институте?
— Сейчас мы сосредоточены на разработке устройства для восстановления глотания и речи. Человек, страдающий от такого расстройства, испытывает серьезные трудности. Во-первых, он не может питаться в общественных местах из-за кашля, необходимости занимать особую позу или превращения еды в пюре. Во-вторых, расстройства глотания могут привести к нарушению питания. Люди с такими проблемами не получают достаточное количество питательных веществ и жидкости, что негативно сказывается на их иммунитете, весе и здоровье. Это может привести к серьезным заболеваниям и даже гибели. В-третьих, пища может попасть в легкие, так как у больного может не быть кашлевого рефлекса, и пища остается в легких, вызывая воспаление.
Проблема очень распространена, и для ее решения существуют определенные подходы. Однако нет мобильного устройства, мы его разрабатываем.
— Как работает ваше устройство?
— Оно позволяет применять методики стимуляции мышц лица, ротовой полости, языка и мягкого нёба с помощью электрического тока и вибрации. Эти методики очень эффективны и разрабатывались еще в 80-х годах, но тогда не было возможности реализовать их.
У нас есть работающий опытный образец — небольшая коробочка, к которой можно присоединять различные модули. Это, например, щуп, создающий вибрацию, или ложечка на палочке, которая выполняет массаж. Также можно использовать накладку на язык, которая стимулирует его работу.
Мы планируем провести исследования и испытания на добровольцах и пациентах. После этого начнется мелкосерийное производство, получение регистрационных удостоверений и проведение клинических испытаний. Перед полноценным выходом на рынок потребуется около двух лет.