Объединённые усилия учёных из Университетсткой больницы в Лаузанне и команды исследователей из Швейцарии позволили проследить изменения проводящих путей головного мозга после направленной моторной и сенсорной реиннервации (НМСР).
Результаты получены с помощью ультрамощного семитеслового фМРТ, недавно допущенного в клиническое использование FDA, и опубликованы в Brain.
Направленная моторно-сенсорная реиннервация – операция для пациентов, перенёсших ампутацию конечности, когда сохранные нервные волокна перенаправляются на неповреждённые мышцы и кожу в той же области. Цель такой манипуляции – приспособиться к манипуляции новым протезом, что обеспечивает контроль за ним. Но за изменениями на периферии следуют и изменения в ЦНС, особенно в моторной и соматосенсорной коре и проводящих путей между ними.
Таким образом обеспечивается достойный контроль над протезом: мозг пациента шлёт команды в реиннервированные мышцы, и эти команды декодируются и передаются на протез. Конечно, механизм не лишён и недостатков: раздражение кожи над «повторно иннервированным» участком вызывает ощущения, которые пациент характеризует как чувствительное восприятие недостающей конечности.
Чтобы установить, каким же образом мозг декодирует движения и прикосновения к определённому участку в движения протеза и как это влияет на наши возможности в протезировании, исследователи оценили перестройки в проводящих путях головного мозга. И сделали они это посредством фМРТ в ультравысокопольном аппарате (7 Тесла). Напомним, что при фМРТ оцениваются изменения кровотока в мозговых структурах в зависимости от их активности.
Оценка выявила следующие два факта: у людей с НМСР карта моторной коры ампутированной конечности схожа по степени, силе и топографии с картой здоровых лиц (без ампутаций). Карты же людей, получивших обычные протезы без реиннервации отличались как от здоровых, так и от пациентов в НМСР. Из этого следует заключение о том, что НМСР с одной стороны, значительно меняет моторную кору, а с другой – этими изменениями всего-навсего поддерживает существование моторной коры той части тела, которой уже нет в том виде, в котором участок мозга был до ампутации.
Таким образом, топография проводящих путей сохраняется в несколько меньшем объёме, чем у здоровых людей, тогда как у пациентов без операции они постепенно стираются. Это означает, что НМСР – та операция, которая позволяет сохранить связи между первичной сенсорной и моторной корой. Однако, нет ничего идеального. Связь первичной сенсорной и моторной коры с лобно-париетальной, имеющей более высокий уровень организации, оказался крайне слабым – на уровне пациентов в обычной ампутацией.
Это значит, что, несмотря на все усилия, протезы до сих пор не воспринимаются мозгом как единое целое и нуждаются в восстановлении способа обратной сомато-сенсорной связи.
Исследователи получили и другие выводы: во-первых, семитесловый томограф – отличный инструмент для исследования тонких структур. Во-вторых, данные свидетельствуют о том, что наше понимание нейропластичности может претерпеть изменения и дать новое представление причин синдрома фантомных болей. Ну и, как водится – необходимы дальнейшие исследования с увеличенными выборками и разработки новых протезов с обратной связью.
Текст: Дарья Тюльганова