Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2020, T. 70, № 5, стр. 579-589

Особенности фМРТ-реакций мозга при двигательных нагрузках у пациентов с легким посттравматическим гемипарезом

Г. Н. Болдырева 1*, М. Ю. Ярец 1, Е. В. Шарова 1, Л. А. Жаворонкова 1, С. В. Купцова 13, М. В. Челяпина-Постникова 1, Е. Л. Машеров 2, М. А. Куликов 1, А. С. Смирнов 2, И. Н. Пронин 2

1 ФГБУН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Москва, Россия

2 ФГАУ “НМИЦ нейрохирургии им. ак. Н.Н. Бурденко” Минздрава России
Москва, Россия

3 ГБУЗ Центр патологии речи и нейрореабилитации ДЗМ
Москва, Россия

* E-mail: GBoldyreva@nsi.ru

Поступила в редакцию 21.10.2019
После доработки 26.02.2020
Принята к публикации 26.02.2020

Аннотация

Моторные фМРТ-ответы, проанализированные у 10 пациентов с легким посттравматическим гемипарезом, характеризовались высокой вариабельностью отклонений от нормы при движении не только больной, но и здоровой рукой. Изменения фМРТ-перестроек, наиболее выраженные при работе больной рукой, проявлялись в ослаблении основных компонентов ответа и усилении активации неспецифических для движения корковых и подкорковых структур мозга. Сравнение фМРТ-ответов при двигательной нагрузке на больную и здоровую руку показало, что наиболее четким маркером легкого гемипареза является ослабление мозжечкового компонента ответа. Сопоставление с нормативными данными (15 здоровых людей) выявило более выраженные черты реорганизации сенсомоторного двигательного фМРТ-ответа у пациентов с правосторонним гемипарезом.

Ключевые слова: черепно-мозговая травма, гемипарез, фМРТ, двигательные нагрузки

DOI: 10.31857/S0044467720050044

Список литературы

  1. Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В., Мигалев А.С., Скорятина И.Г., Буклина С.Б., Подопригора А.Е., Пронин И.Н., Корниенко В.Н. фМРТ-ЭЭГ оценка реакций на двигательные нагрузки при опухолевом поражении мозга. Физиология человека. 2010. 36 (5): 66–75.

  2. Болдырева Г.Н., Шарова Е.В., Жаворонкова Л.А., Челяпина М.В., Дубровская Л.П., Смирнов А.С., Трошина Е.М., Пронин И.Н., Корниенко В.Н. Сопоставление фМРТ-реакций мозга здоровых людей при активных, пассивных и воображаемых движениях рукой. Медицинская визуализация. 2015. 5: 2–14.

  3. Мухина Т.С., Шарова Е.В., Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Смирнов А.С., Куликов М.А., Александрова Е.В., Челяпина М.В., Машеров Е.Л., Пронин И.Н. Особенности нейроанатомии активных движений руки у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой (анализ данных функциональной магнитно-резонансной томографии). Журн. неврологии, нейропсихиатрии, психосоматики. 2017. 9 (1): 27–33.

  4. Потапов А.А., Захарова Н.Е., Корниенко В.Н., Пронин И.Н., Александрова Е.В., Зайцев О.С., Лихтерман Л.Б., Гаврилов А.Г., Данилов Г.В., Ошоров А.В., Сычев А.А., Полупан А.А. Нейроанатомические основы травматической комы: клинические и магнитно-резонансные корреляты. Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бур-денко. 2014. 78 (1): 4–13.

  5. Седов А.С., Деветьяров Д.А., Семенова Ю.Н., Завьялова В.В., Ушаков В.Л., Медведник Р.С., Ублинский М.В., Ахадов Т.А., Семенова Н.А. фМРТ исследование динамики реакций мозга человека при реализации произвольного движения. Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2015. 65 (4): 436–445.

  6. Филюшкина В.И., Попов В.А., Ушаков В.Л., Баталов А.И., Томский А.А., Пронин И.Н., Седов А.С. Различия активности мозга человека при выполнении движений доминантной и недоминантной рукой в норме и при болезни Паркинсона. Материалы XY Международного Междисциплинарного Конгресса “Нейронаука для медицины и психологии”. Судак, Крым. Россия. 2019: 428–429.

  7. Фролов А.А., Бирюкова Е.В., Бобров П.Д., Мокиенко О.А., Платонов А.К., Пряничников В.Е., Черникова Е.А. Принципы нейрореабилитации, основанные на интерфейс мозг-компьютер. Физиология человека. 2013. 39 (2): 99–113.

  8. Шарова Е.В., Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Дубровская Л.П., Смирнов А.С., Трошина Е.М., Челяпина М.В., Азаров А.А., Куликов М.А., Корниенко В.Н. Возможности ФМРТ в исследовании нейропластичности обеспечения движений в норме и при черепно-мозговой травме. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием “Фундаментальные проблемы нейронаук: функциональная асимметрия, нейропластичность и нейродегенерация”. Москва. Научный центр неврологии РАМН. 2014. С. 900–903.

  9. Шарова Е.В., Болдырева Г.Н., Лысачев Д.А., Куликов М.А., Жаворонкова Л.А., Попов В.А., Трошина Е.М., Александрова Е.В., Смирнов А.С., Скорятина И.Г. ЭЭГ-корреляты пассивного движения руки у пациентов с черепно-мозговой травмой при сохранном двигательном фМРТ-ответе. Физиология человека. 2019. 45 (5): 30–40.

  10. Штарк М.Б., Коростышевская А.М., Резакова М.В., Савелов А.А. Функциональная магнитно-резонансная томография и нейронауки. Успехи физиологических наук. 2012. 43 (1): 3–29.

  11. Ackermann H., Mathiak K., Riecker A. The contribution of the cerebellum to speech production and speech perception: clinical and functional imaging data. Cerebellum. 2007. 6: 202–213.

  12. André J.S. Motor imagery of complex everyday movements. An fMRI study. Neuroimage. 2007. 210: 702–713.

  13. Bigler E.D., Wilde E.A. Quantitative neuroimaging and the prediction outcome following traumatic brain injury. Frontiers in human neuroscience. 2010. 4 (3): 228–234.

  14. Boillat Y., van der Zwaag W. Whole brain measurements of the positive BOLD response variability during a finger tapping task at 7 T show regional differences in its profiles. Magnetic Resonance in Medicine. 2019. 81 (4): 2720–2727. https://doi.org/10.1002/mrm.27566

  15. D’Mello A.M., Turkeltaub P.E., Stoodley C.J. Cerebellar tDCS modulates neural circuits during semantic prediction: a combined tDCS-fMRI study. J. Neurosci. 2017. 37 (6): 1604–1613.

  16. Formaggio E., Storti S.F., Cerini R., Fiaschi A., Manganotti P. Brain oscillatjry activity during motor imagery in EEG–fMRI coregistration. Magn. Res.Imaging. 2010. 28 (10): 1403–1412.

  17. Juenger H., Grodd W., Krägeloh-Mann I., Staudt M. (Re-)organization of basal ganglia in congenital hemiparesis with ipsilateral cortico-spinal projections. Neuropediatrics. 2008. 39 (5): 252–258.

  18. McPeak L.A. Physiatric history and examination. In: Braddom R., editor. Physical medicine and rehabilitation. W.B. Saunders Company; 1996. P. 3–42.

  19. Spanos G.K., Wilde E.A., Bigler E.D. Cerebellar atrophy after moderate-severe pediatric traumatic brain injury. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2007. 28 (3): 537–542.

  20. Stoodley C.J., Valera E.M., Schmahmann J.D. Functional topography of the cerebellum for motor and cognitive tasks: fMRI study. Neuroimage. 2012. 59 (2): 1560–1570.

  21. Van de Winckel A., Klingels K., Bruyninckx F., Wenderoth N., Peeters R., Sunaert S., Van Hecke W., De Cock P., Eyssen M., De Weerdt W., Feys H. How does brain activation differ in children with unilateral cerebral palsy compared to typically developing children, during active and passive movements, and tactile stimulation? An fMRI study. Res Dev Disabil. 2013. 34 (1): 183–197. https://doi.org/10.1016/j.ridd.2012.07.030

  22. Wang Z., Wu W., Liu Y., Wang T., Chen X., Zhang J., Zhou G., Chen R. Altered cerebellar white matter integrity in patients with mild traumatic brain injury in the acute stage. PLOS ONE. 2016. 3: 1–13.

  23. Wardman D.L., Gandevia S.C., Colebatch J.G. Cerebral, subcortical and cerebellar activation evoked by selective stimulation of muscle and cutaneous afferents: an fMRI study. Physiol. Rep. 2014. 2 (4): e00270.

  24. Weinstein M., Green D., Rudisch J., Zielinski I.M., Marta Benthem-Muñiz M., Marijtje L.A. Jongsma, McClelland V., Steenbergen B., Shiran S., Bashat D.B., Barker G.J. Understanding the relationship between brain and upper limb function in children with unilateral motor impairments: a multimodal approach. Eur J Paediatr Neurol. 2018. 22 (1): 143–154. https://doi.org/10.1016/j.ejpn.2017.09.012

  25. Weiss C., Nettekoven C., Rehme A., Neuschmelting V., Eisenbeis A., Goldbrunner R., Grefkes C. Mapping the hand, foot and face representations in the primary motor cortex – Retest reliability of neuronavigated TMS versus functional MRI. NeuroImage. 2013. 66: 531–543.

  26. Wu T., Liu J., Hallett M. Cerebellum and integration of neural networks in dual- task processing. Neuroimage. 2013. 65: 466–475.

  27. Zang K., Johnson B., Ray W., Sebastianelli W., Slobounov S. Are functional deficits is concussed individuals consistent with white matter structural alterations: combined FMRI and DTI study. Exp Brain Res.2010 Jul.; 204 (1): 57–70. Epub 2010, May 23. https://doi.org/10.1007/s00221-010-2294-3

  28. Zhavoronkova L., Moraresku S., Boldyreva G., Sharova E., Kuptsova S., Smirnov A., Masherov E., Maksakova O., Pronin I. FMRI and EEG Reactions to Hand Motor Tasks in Patients with Mild Traumatic Brain Injury: Left-Hemispheric Sensitivity to Trauma. Journal of Behavioral and Brain Science. 2019. 9: 273–287.

Дополнительные материалы отсутствуют.