Пластичност и функционално възстановяване в неврологията (огледална терапия)

Тази статия е превод, извършен от един български фелдшер, който много искал да помогне на майка си да се раздвижи след инсулт. Той ми я предостави, за да я публикувам. Нейният оригинален автор е доктор В. С. Рамачандран . Той е създателя на концепцията за огледалната терапия . Оригиналната статия може да свалите тук!! Приятно четене и дано тази терапия навлезе по-бързо като помощно средство в неврорехабилитацията в България! Имайте предвид, че тя не може и не трябва да се извършвана за сметка на активните физически упражнения срещу съпротивление.

РЕЗЮМЕ – Експериментите върху пациенти с фантомни крайници предполагат, че невронните връзки в мозъка на възрастен човек са много по-податливи отколкото се е допускало преди. Три седмици след ампутацията на ръка, усещанията от ипсилатералната лицева страна се предават на фантомния крайник; този ефект се причинява от кожата на лицевата страна, която „нахлува“ и активира деаферентните зони на ръката в кортекса и таламуса. Много фантомни ръце се „парализират“ в болезнена поза. В случай, че огледалото е вертикално разположено в сагиталната равнина и пациенът гледа в отражението на нормалната си ръка, това отражение се явява като наложено върху „чувствителната“ позиция на фантома. Забележително е, че ако истинската ръка се движи, фантомният крайник се усеща, че също се движи и това понякога облекчава болезнените крампи във фантома. Огледалната визуална обратна връзка е показала обещаващи резултати при хроничен областен болков синдром и хемипареза след претърпян инсулт. Тези резултати предполагат две причини за смяна на парадигмата в неврорехабилитацията. Първо, изглежда че съществува огромна латентна пластичност, дори в мозъка на възрастен човек. Второ, мозъкът трябва да се приема като йерархия от организирани автономни модули, всеки от които се предава своя сигнал към следващото ниво, а като набор от сложни взаимодействащи мрежи, които са в състояние на динамично равновесие с мозъчната среда. И двата принципа могат да бъдат потенциално използвани в клиничен контекст, за да допринесат за възстановяването на функцията.

КЛЮЧОВИ ДУМИ: калоричен, сложен областен болков синдром, огледална обратна връзка, фантомни крайници, фантоми, соматозензорна пластичност, рехабилитация след инсулт, вестибуларен

Повече от век насам се е установила трайна догма в неврологията, според която връзката с мозъка се установява основно по време на фазата на зародиш и в ранна детска възраст и при възрастните не могат да се сформират никакви нови връзки. Липсата на „пластичност“ в мозъка на възрастния се считаше за тази, която е отговорна за ниската степен на възстановяване на функцията след увреждане на нервната система.

През последното десетилетие експериментите върху маймуни и хора са довели до промяна на парадигмата свързана с тази гледна точка. Това, което е изненадващо е не само остатъчната пластичност в мозъка на възрастния, но и факта, че сензорното подаване на едната сетивност може буквално да замести друга. Още по-силен аргумент представлява примерът с бастуна на слепец, който не е просто средство, което позволява на човека да усети препятствията само с докосване, но и да „поеме“ докосването с „визуалните“ центрове в мозъка си. Находките не са единствено важни в потенциален клиничен смисъл, но те поставят под въпрос и дългогодишните схващания за сетивната функция, какъвто е „Законът на Мюлер за специфичната нервна енергия“ (даден неврон в мозъка може да дава сигнал единствено за определено усещане) или „закодирането на мястото“ (породеното усещане зависи най-вече от местонахождението на възбудения неврон, а не от начина на задействането му или от контекста, в който той се задейства).

Много изследователи са допринесли за този ренесанс на интереса към пластичността и неговите клинични приложения. Вследствие на ранните трудове на Патрик Уол, експериментите върху соматосензорния кортекс на маймуните са показали, че съществува огромна латентна пластичност в мозъка на възрастния примат. Например, след дорзална ризотомия на единия горен крайник, сензорното подаване на сигнал от ипсилатералната лицева страна започва да активира деаферентната „зона на ръката“ в прилежащия кортекс S1. Находката на този автор, че подобни промени в топографията се появяват и при хора, пациенти с фантомни крайници, е причинила разтърсващи последствия върху схващанията. Освен това, фантомните ръце, които са „парализирани“ или „вкочанени“ в необичайна, понякога болезнена поза, често могат да бъдат реанимирани с помощта на визуална обратна връзка, която да създаде илюзията, че фантомният крайник се движи в отговор на команда от мозъка.

Фантомни крайници

Фантомните крайници са известни още от древността. Терминът е бил използван за първи път Сайлъс Уеър-Митчъл през 1872 г. Оттогава насам е написана много клинична литература по този въпрос. Въпреки това, систематичното научно изследване на фантомните крайници е започнало едва преди едно десетилетие и било вдъхновено основно от демонстрирането на удивителни промени в соматосензорните карти на животните след денервация или ампутация. Тези проучвания върху животни, редом с мозъчното изобразяване и системното психофизическо изследване при ампутираните, е придвижило проучването на фантомни крайници от ерата на смътна клинична феноменология до тази на експериментално научно изследване.

„Жизнеността“ на фантомния крайник се подсилва от присъствието на посочени усещания, т.е., стимули приложени върху други части на тялото, които се усещат като произтичащи от фантомния крайник. Например, след ампутацията на ръка, докосването на лицевата страна често ще предизвиква точното местонахождение на усещанията за фантомни пръсти, длан и ръка. Точките, които предизвикват подобни усещания са топографски организирани и препратката зависи от начинът на въздействие: лед върху лицевата страна ще предизвика студ във фантомните пръсти, а вибрацията се усеща като вибрация (Фигура 1). Дори водата, която се спуска надолу по лицето понякога се усеща като вода, която се спуска надолу по фантомната ръка. Тези посочени усещания вероятно възникват от факта, че върху повърхността на кожата съществува пълна карта на сематосензорния кортекс (S1 в постцентралния гирус). Върху тази карта, лицето граничи с ръката. Сензорното подаване на сигнали от кожата на лицето обикновено активира единствено предната част на кортекса, но в случай, че прилежащият кортекс на ръката се денервира, тогава сигналът от кожата на лицето започва „да нахлува“ и активира също така и първоначалната зона на ръката върху кортекса – удивителна демонстрация на пластичност в мозъка на възрастен човек. Интересно е също така, че дори зоната на ръката сега да е активирана от кожата на лицето, висшите центрове на мозъка продължават да интерпретират сигналите като подавани от липсващата ръка. Промените, които се проявяват в топографията на соматосензорния кортекс на разстояние от 2-3 см, също са се проявявали при онези пациенти, които използват техники за функционално мозъчно изобразяване и това позволява на изследователите да съпоставят феномените за възприемане, каквито са посочените усещания, с анатомията. Посочените усещания също така се проявяват след като тройния нерв, който снабдява лицевата страна, бива прекъснат: в такъв случай, тези пациенти имат карта на своето лице върху ръката си. Също така, след ампутацията на крак, стимулите се предават от гениталиите към фантомния крак, който съответства на местоположението на крака близо до гениталиите в оригиналните карти на Пенфийлд.

Парализирани“ фантомни крайници

Много пациенти твърдят, че могат волево да „движат“ своите фантомни крайници, но други изпитват фантомния крайник като „парализиран“ в необичайна болезнена поза. Пациентите от последната група често имат в миналото си нараняване на периферния нерв, каквото е брахиалната авулзия преди ампутацията; т.е. тяхната ръка е била интактна, но парализирана. На по-късен етап, когато ръката бива ампутирана, чувството за „парализа“ се пренася върху фантомния крайник.

Как може фантомен крайник да бъде парализиран? Помислете какво се случва, когато човек заповяда на ръката си да се движи. В резултат на това, заряди от центровете за двигателно управление се изпращат паралелно до малкия мозък и париеталните дялове. Тези структури също получават обратно „потвърждение“, че командата се подчинява както на визуални, така и на проприоцептивни сигнали. Тези приети и подадени сигнали се наблюдават от париеталните дялове за създаване на жив динамичен вътрешен образ на тялото – „изображение на тялото“ на човека. В случай, че ръката бива ампутирана, предадените команди вероятно продължават да бъдат наблюдавани и се усещат като движения, свързани с фантомния крайник. А сега, помислете си за случая, в който ръката е интактна, но парализирана поради нараняване на периферния нерв. В такъв случай, командите се изпращат към крайника, но визуалната и проприоцептивна обратна информация не успява да потвърди, че има подчинение. Повторната обратна информация „не, той не се движи“ се свързва по някакъв начин със схемата на париеталните дялове – форма на „научена парализа“. Ето защо, ако ръката бива ампутирана, научената парализа се предава на фантомния крайник.

Възможно ли е научената парализа да „бъде забравена“? Какво ще стане, ако визуалната обратна връзка се съживи отново и мозъкът на пациента отново получава потвърждение, че има подчинение на командите? Това може да се случи с помощта на огледало (Фиг. 2).

Обратна визуална огледална връзка

Беше извършено проучване на девет човека с ампутирана ръка. Вертикално на масата беше поставено високо огледало, перпендикулярно на гръдния кош на пациента така, че той да може да вижда отражението на нормалната си ръка „насложена“ върху фантомния крайник (виж Фиг. 2). При първите седем пациенти, когато нормалната ръка се придвижваше по такъв начин, че фантомният крайник да бъде възприемат като движещ се в огледалото, той също „създаваше усещането“, че се движи, т.е. появяваше се живо кинестетично усещане. Тези усещания не можеха да бъдат предизвикани при затворени очи. Кинестетичните усещания бяха предизвикани при един пациент (ДС), който никога не беше изпитвал движения във фантомния крайник повече от 10 години. Също така, повторящата се употреба на огледалото в продължение на три седмици (10 мин./ден) доведе до трайна „телескопичност“ на ръката на пациента.

При шест пациента (с изключение на ДС), подобно възстановяване на движенията във фантомния крайник се появи, когато ръката на експериментатора замени нормалната ръка на пациента. Подобни ефекти не се наблюдаваха при четирима от контролните пациенти със същите подадени инструкции.

Фиг. 1. С докосването на определени зони върху лицето, човек с ампутирана ръка често ще провокира точното местоположение на усещанията на пръстите.

Фиг. 2. Обратна визуална огледална връзка при пациент с ампутирана лява ръка.

Петима пациенти изпитаха болезнени неволеви „стягащи спазми“ на фантомната ръка – „сякаш ноктите се впиваха във фантома“.

Забележително, при четири от тези пациенти, спазмите, които нормално продължават 1 час или по-дълго, могат да бъдат облекчени незабавно при поглед в огледалото и отваряне на двете длани едновременно. Никой от опитите със затворени очи не беше ефективен при облекчаване на спазми. Когато двигателните команди са изпратени от премотрния и моторния кортекс, за да се стисне ръката, те обикновено са заглушени от грешна обратна връзка от проприоперцепцията. При фантомен крайник, такова заглушаване не е възможно и така двигателната производителност се усилва дори повече; този изблик може да се почувства като болезнен спазъм. Визуалната обратна връзка от огледалото може да подейства като прекъсне този „цикъл“.

Премахването на спазмите беше недвусмислено при всички четири пациента. Интересно беше, че и свързаната болка също изчезна. Като вземем предвид ноторно известната податливост на болката към „плацебо“, ние все пак трябваше да сме направили двойно слепи експерименти, за да определим, дали ефектът върху болката е конкретно последствие от визуалната обратна връзка.

Тези наблюдения, „картата“ на лицето и мобилизирането на фантомните крайници (и, както е отбелязано по-долу, ръце ‘парализирани’ от инсулт) с употребата на огледала, всички предполагат, че има огромна латентна пластичност в мозъка на възрастните. Трябва да се изследва, за да се установи дали тези процедури са практични в клинични условия. Въпреки това, общият принцип е установен така, че подаването на сигнал от интактна сензорна система може да се използва, за да се достигнат и възстановят латентни неврални вериги в други мозъчни области и е довел до цял нов подход към неврорехабилитацията.

Ключови точки:

След ампутацията на ръка се случва огромна реорганизация на сензорните карти в човешкия мозък.

………………………

При хора с ампутирана ръка, докосване, студено, топло и вибрация приложени на ипсилатералната страна се отнасят в специфичен начин на модалност към фантомната ръка.

………………………

Фантомна ръка, която дълго време е била „парализирана“ може да бъде съживена чрез просто наблюдение на отражението на движенията на нормалната ръка в сагитално поставено огледало (огледална визуална обратна връзка (ОВОВ)

………………………

Изглежда че ОВОВ частично облекчава фантомната болка при някои пациенти и също така е показала ползотворно действие при лечението на хемипареза след инсулт, както и при комплексен областен болков синдром тип 1.

………………………

Вестибуларна/калорична стимулация може също да се окаже полезна при лечението на хронична, областна болка и при други типове хронична болка, особено ако се отнасяме към болката като реакция на дясното полукълбо към несъответствия в сетивното подаване.

………………………

Елиминиране на комплексен областен болков синдром тип 1 с помощта на огледала

Комплексната областна болка тип 1, позната също и като рефлексна симпатикова дистрофия (РСД) или атрофия на Зудек, е едно от най-загадъчните заболявания в рехабилитационната медицина. То осигурява ценен полигон за изпробване на теории за медицината ум-тяло.

Почти нищо не се знае за патогенезата на РСД; теориите варират от твърдението, че е изцяло психогенно заболяване до ‘периферни’ теории, които го отдават на дефектер симпатиков вазомоторен контрол. След леко нараняване на крайник, обикновено има временна болка и обездвижване, но при РСД крайникът става трайно парализиран и мъчително болезнен, крайно несъразмерна спрямо събитието, което я е предизвикало. Тя се е доказала като ноторно устойчива на повечето възможни лечения, макар че блоковете на симпатикови ганглии в някои случаи са полезни.

Към увреждането е най-добре да се подхожда от еволюционна гледна точка. Въпреки че болката се приема като едно усещане, съществуват най-малко два типа, остра и хроничка, които имат фундаментално различни цели. Острата болка предупреждава човек за потенциална опасност (например огън) и мобилизира неговия крайник рефлексно, за да избегне опасността. Хроничната болка служи на обратната цел; тя има за цел да обездвижи крайника, за да се избегне нараняване на тъкан (например при фрактура) и да подпомогне покоя и възстановяването. Обикновено, когато възпалението отшуми, болката спира и подвижността се връща. Въпреки това, този обикновено адаптивен механизъм може да предизвика обратен резултат ако се установи асоциативна връзка на Хеб (Hebbian link) /тоест тенденцията невроните, които се изстрелва едновременно да се „оплетат“ заедно/ в мозъка между моторните команди и постоянно асоциираните болкови сигнали, които следват. След време, самият опит за движение ще предизвиква болка; това може да се разглежда, като форма на „научена болка“. Тази теория съответства на находчивото предположение на Харис, че болката обикновено се появява от усещане на несъответстващи сигнали и мозъкът се „предава“ в опитите си за движение.

Ако тази теория е вярна, дали „научената болка“ може да се поправи с огледална визуална обратна връзка (ОВОВ)? Ако всеки път субектът, когато се опитва да премести своята дистрофична ръка, той получава визуална обратна връзка (от огледалото), която го „подлъгва“ да си мисли, че ръката, която движи в крайна сметка не е болезнена, дали той ще „забрави“ научената болка и ще получи облекчение от парализата и болката? Тази теория е била изпитана от Маккейб и други, които се опитали да „коригират“ тази лъжлива асоциация за „научена болка“ при пациенти с РСД, като използвали ОВОВ. Около половината от пациентите, получили незабавно облекчение от болката и обездвижването, а също и температурата на засегнатият крайник също се променила веднага щом била използвана ОВОВ. Плацебо плексигласов контрол бил използва за сравнение и нямал ефект. Пациентите, при които ОВОВ била неефективна са имали дълготрайна (няколко години) РСД.

Калорична вестибуларна стимулация

Изключителната пластичност на крайниците фантоми, разкрита от по-горните изследвания с огледала повдига въпроса дали други процедури, които влияят върху образът на тялото могат също да повлияят на крайника фантом.

При пациентите на един автор, фантомна ръка, която е останала в продължение на 11 години и болката свързана с нея са изчезнали незабавно след калорична стимулация със студена вода в лявото ухо, което е находка, съвпадаща с скорошната работа на Андре и други. Освен това, усещанията вече не се отнасяли от лицето към фантомния крайник – картата била изчезнала. Фантомният крайник и посочените усещания се връщали 5-10 минути след отшумяването на калоричния нистагъм, но не е изследвано дали многократната употреба на калоричната иригация може да осигури по-трайно облекчение.

Този автори и други изучават възможността калоричната вестибуларна стимулация да помогне и на пациенти с РСД и може би други нарушения на „образа на тялото“, като апотемнофилия (рядко невропсихиатрично заболяване, при което пациент непрестанно желае ампутация на нормален крайник).

Инсулт

Могат ли някой от горните принципи да се приложат, поне до някаква степен, в рехабилитацията на инсулт? Хемипарезата при инсулт е резултат от увреждане на пирамидалните фибри във вътрешната капсула, но през първите няколко дни след инсулт, оток и диасхиза също могат да допринесат за парализа. Възможно ли е през този период отрицателната обратна връзка от парализираният крайник да води до форма на научена парализа, аналогична на тази при фантомните крайници и така въпреки отшумяването на отока, парализата да остава? Ако е така, би ли могла обикновена процедура като ОВОВ да ускори двигателното възстановяване, поне при някои пациенти? Такава процедура би се различавала драстично от настоящото управление на състоянието, което ограничава употребата на здравата ръка и поощрява пациента да използва паретичната. В процедурата, базирана на предположението, че поне част от парализата е „научена“, се поставя огледало във вертикална позиция и пациентът се окуражава да използва и двете ръце, докато получава огледална обратна връзка. Пилотно проучване на тази процедура е дало обещаващи резултати.

Визуалната обратна връзка може също да подпомогне и на възстановяването на парализиран крайник чрез включване в полимодалните неврони, които съществуват в мозъка на проматите, включително и на човека. Принципно, нервната система се счита, че се състои от аференти, еференти и асоциативни или интерневрони, наследство останало от Шерингтън. Въпреки това, самият Шерингтън направил следните наблюдения: маймуни, които претърпят дорзална ризотомия повече не могат да използват ръката си – ръката е парализирана въпреки догмата, че само сензорни нерви се прекъсват от ризотомията. Макар че нервната система често се смята, че притежава ясни сензорни и моторни пътища, цялата сензорно-моторна верига трябва да е интактна, за да функционира правилно.

Подтикнати от откритията и наблюденията на Шерингтън за фантомните крайници, Сатхиан и други изследват възможността да се използва ОВОВ при пациент с инсулт, при когото явната „парализа“ е главно резултат от масивна деаферентация; моторните пътища са били интактни. Шест месеца след инсулта, пациентът е бил на терапия с ОВОВ за 2 седмици и е имало удивително подорение в силата на захват и други полезни движения (напр. отваряне на включалка) в паретичната ръка.

Тези резултати предполагат, че най-малко при част от пациентите, може би тези, при които деаферентация е основна причина за „парализата“, ОВОВ може да ускори възстановяването на функционалността, като позволи достъп до мултимодал вериги в париеталния и фронталния лоб.

Интерсензорна пластичност

Друг пример за интерсензорна пластичност е бил наблюдаван при пациент, който напълно е загубил зрението си поради прогресивна загуба на функцията на ретината, заради пигментен ретинит. Когато бил помолен да затвори очи в тъмна стая (за да се елиминира всяка разсеяна светлина) и да премести ръката си пред лицето, леко към едната страна, той съобщил, че буквално вижда (не просто чувства) ръката си как се движи! Психофизични експерименти за определяне праг отхвърлили конфабулация. Функционално магнитно-резонансно изобразяване на мозъка разкрило активност в областта за визуално за усещане на движение, когато пациентът движил ръката си. Това предполага, че „задни проекции“ от соматосензорния кортекс стават хиперактивни и могат да дадат обратна връзка през целия път обратно към визуалните центрове след визуална депривация. Малко вероятно е тези ефекти да са конфабулационни, тъй като движещата се ръка (в тъмнината) е била видяна визуално единствено извън фовеата и никога в централното зрение, което съвпада с факта, че деаферентацията е засегнала периферното зрение на пациента много по-рано от неговото централно зрение. Възможно е париеталните „полимодални“ клетки, които имат както тактилни, така и зрителни рецепторни полета, които могат да бъдат включени в опосредяването на тези ефекти. Ако е така, откритията имат явна връзка със сензорното заместване в неврорехабилитацията.

Заключение

Теориите за мозъчната функция през последните три века са базирани на две крайни гледни точки. Първата е доктрината за модуларността: схващането, че различни умствени капацитети, независимо дали е нещо обикновено като възприятие на движение или сложно, като морална преценка, се предават чрез сравнително автономни, високоспециализирани области на мозъка. В другия край на спектъра е холистичната гледна точка подкрепена от Карл Лашли и съживена през последните години от ентусиасти на невралната мрежа. Работата в миналото десетилетие спори и с двете крайни гледища и вместо това прави предположение, че специализираните механизми наистина съществуват, но с по-голямо взаимодействие между тях; тези взаимодействия могат плодотворно да бъдат експлоатирани в неврорехабилитацията.

Примерът с афазията на Вернике е интересен – тези пациенти са с пълна афазия, дори за единични думи и не могат да схванат и най-простите изказвания, заради селективната увреда на областта на Вернике в левия темпорален лоб. За разлика от тях, в изследвания, в които думи или изречения се представят към лявото полуполе на комисуритомия (разделен мозък) пациентите са показали, че дясното полукълбо може самостоятелно да разбере проста семантика. Защо пациента с афазия на Вернике не може, по подобен начин, да използва своето интактно дясно полукълбо, за да разбере писмени или говорими команди? Почти все едно увредената област на Вернике в лявото полукълбо създава функционално объркване в кореспондиращите огледални места в дясното полукълбо. Ако е така, дали комисуротомия би подобрила разбирането при афазия на Вернике?

По-познат пример е визуалният хеминеглект предизвикан от увреждане на десния париетален лоб. Всеки студент по медицина знае, че дори загубата да е дълбока, тя е почти винаги временна, като пациентът се възстановява напълно в рамките в срок от няколко дни до няколко седмици. Как може моделът на мозъка „лезия е равна на траен дефицит“ да стои зад такова удивително откритие?

Хамилтън и Паскуа-Леоне наскоро са съобщили, че ако просто се завържат очите на един възрастен човек за един ден, сензорното подаване от кожата започват да активират тези зони на кортекса, които традиционно се смятат за „зрителни“!

Тези резултати, заедно с работата по ОВОВ и калоричната стимулация предполагат две неща. Първо, съществува огромна латентна пластичност дори и в мозъка на възрастни. Второ, мозъкът трябва да се приема, не като йерархия от организирани автономни модули, всеки от които подават своя сигнал към следващото ниво, а като набор от сложни взаимодействащи мрежи, които са в състояние на динамично равновесие с мозъчната среда. Миналото десетилетие на изследвания е доказало, че и двата принципа могат да се използват в клиничен контекст, за да се улесни възстановяването на функционалността.

Comments

comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *