нарушения обучения произвольному контролю позы при

НАРУШЕНИЯ ОБУЧЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОМУ КОНТРОЛЮ ПОЗЫ
ПРИ КОРКОВЫХ ПОРАЖЕНИЯХ РАЗЛИЧНОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ:
К ВОПРОСУ О КОРКОВЫХ МЕХАНИЗМАХ РЕГУЛЯЦИИ ПОЗЫ
Устинова К.И., Черникова Л.А., Иоффе М.Е*., Слива С.С.**
НИИ неврологии РАМН, Москва,
*Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва
**ЗАО ОКБ «РИТМ», Таганрог
Вопрос о корковой регуляции позы до настоящего времени не может считаться
решенным. Согласно классическим представлениям [23], сохранившимся до настоящего
времени [12], моторная кора и пирамидная система вместе с руброспинальной системой
(латеральная система Кайперса) контролируют мускулатуру дистальных отделов
конечностей, особенно кисти и пальцев, тогда как аксиальная мускулатура корпуса, и,
соответственно, поддержание позы, контролируется подкорковыми структурами, такими
как базальные ганглии [6,9], мозжечок [6], ретикуло- и вестибулоспинальная системы
(вентромедиальная система Кайперса) [11,23]. В то же время, существует много данных о
роли моторной коры в контроле позных реакций, обеспечивающих смещение центра масс
и поддержание равновесия [14,18,20]. Однако этот вопрос изучен, главным образом, в
экспериментах на животных и почти нет систематических исследований кортикального
контроля позы у человека.
Как известно, повреждение пирамидных структур, проявляющееся у человека в
форме гемипареза, не нарушает пространственную координацию, обеспечивающую
равновесие, в такой степени, как, например, поражение некоторых экстрапирамидных
структур. Тем не менее, наблюдаемое при пирамидных повреждениях нарушение
вертикальной позы бесспорно [1,15,24]. Некоторые авторы связывают нарушение
устойчивости с асимметрией нагрузки на пораженную и непораженную ноги и, как
следствие, со смещением общего центра масс (ОЦМ) во фронтальной плоскости в сторону
здоровой ноги [15]. Другие считают, что нарушение функции равновесия определяется
дефицитом соматосенсорной информации [22] и недостаточной скоростью коррекции
позы в ответ на изменение положения тела [13]. Таким образом, вопрос о природе позных
нарушений при кортико-пирамидных поражениях и поражениях, вовлекающих и другие
корковые области у человека, не вполне ясен. Неясно, в частности, в какой степени
нарушен произвольный контроль положения ОЦМ при кортикальных поражениях разной
локализации.
С другой стороны, экспериментальные исследования на животных
свидетельствуют о специфической функции моторной коры в формировании новых, а
также в реорганизации существующих координаций при двигательном обучении [3].
Вопрос, в какой степени моторная кора, а также другие корковые области участвуют в
процессе обучения новой позе у человека, может быть исследован в процессе специальной
реабилитационной тренировки.
Для обучения больного сохранению равновесия в неврологических клиниках все
чаще применяют метод биоуправления по стабилограмме (СТГ) со зрительной обратной
связью [8]: на экране монитора отображаются координаты ОЦМ человека, стоящего на
силовой платформе. Показано положительное влияние метода на позную устойчивость,
асимметрию позы, скорость ходьбы, способность к бытовому самообслуживанию
[8,21,25]. Однако нам встретилось лишь несколько работ, посвященных изучению самого
процесса обучения. Hamman et al. [21] определили, что успешность выполнения
динамических упражнений с биологической обратной связью (БОС) по СТГ не зависит от
степени колебаний ОЦМ тела при статической пробе. Wong et al [25] указали на
незначительное различие результатов обучения больных с право- и левополушарной
локализацией очага.
В связи с вышесказанным, в задачу настоящей работы входило исследование
особенностей процесса обучения произвольному контролю ОЦМ в условиях
биоуправления по стабилограмме у больных с постинсультными гемипарезами, вопервых, при различной латерализации очага поражения (в правом или левом полушарии)
и, во-вторых, при разной локализации очага поражения (относительно локальных
поражениях моторной области коры и внутренней капсулы или при распространении
поражения также в задне-лобную или теменную области).
Методика
В исследовании принимали участие 82 больных с гемипарезами различной степени
выраженности в результате нарушения мозгового кровообращения в бассейне средней
мозговой артерии различной этиологии. Возраст больных составил 53,9+11,0 лет (М+SD),
средняя давность заболевания - 10,4+8,8 месяцев. Клинические проявления гемипареза,
такие как степень его тяжести, спастичность, и нарушение чувствительности
определялись по пятибалльной шкале НИИ неврологии (Столярова Л.Г., Кадыков А.С.,
Ткачева Г.Р., 1982). У обследованных больных показатель степени пареза составил в
среднем 2,2+1,3 балла, спастичности 0,88+0,76 балла и степени нарушения мышечносуставного чувства 0,79+1,02 (максимальная степень пареза, спастичности и нарушения
чувствительности равна 5 баллам).
Для оценки нарушений устойчивости до и после курса обучения определялись
стабилометрические показатели. Амплитуда и скорость колебаний общего центра массы
(ОЦМ) измерялась в двух пробах по 20 секунд каждая: в удобной стойке и в центральном
положении, в котором от больного требовалось произвольно совместить проекцию ОЦМ с
геометрическим центром экрана и удерживать позу в течение всего времени
исследования. При спокойном стоянии рассчитывалась также величина нагрузки на
пораженную ногу по отношению к здоровой.
Все больные получали традиционный комплекс восстановительной терапии. Кроме
того, 43 больных, составивших основную группу, обучались методом биоуправления по
стабилограмме. Контрольную группу составили 39 не обучавшихся больных. Эти группы
были сопоставимы по основным клиническим факторам.
В первой части исследования больные основной группы были разделены на две
подгруппы, в зависимости от латерализации очага поражения. В первую подгруппу вошли
22 пациента с локализацией очага в правом полушарии, а во вторую - 21 больной с
левополушарной локализацией очага. Успешность обучения больных сравнивалась с
результатами группы здоровых испытуемых (15 человек), средний возраст которых
составил 48+2,6 лет. Во второй части исследования больные основной группы были
разделены на 4 подгруппы в соответствии с локализацией очага поражения (по данным
компьютерного томографического исследования). Первую подгруппу («моторную»)
составили 12 больных с локализацией очага в корково-подкорковых зонах основных
моторных систем с вовлечением внутренней капсулы, базальных ганглиев и нижней трети
центральных извилин. Во вторую («премоторную»)- вошли 10 больных, у которых очаг,
кроме того, распространялся на задне-лобные извилины. Третью подгруппу («теменную»)
составили 11 больных, у которых очаг, помимо основных моторных зон, распространялся
на теменно-височную область. И, наконец, в четвертую подгруппу (“сочетанные”) были
включены пациенты (11 человек) с обширными очагами, распространяющимися на
моторные, теменные и премоторные области.
Обучение проводилось с помощью компьютерного стабилографического
комплекса “Риста–131–АТ”, разработанного ОКБ РИТМ г. Таганрог [7]. Комплекс состоял
из силовой моноплатформы, монитора и компьютера с соответствующей программой,
позволяющей вести исследование в реальном времени. Больной размещался на
платформе, стоя в удобном положении (стопы на ширине плеч). По условиям обучающей
игры BALLS от больного требовалось совместить проекцию ОЦМ, представленную
курсором, с мишенью и перенести её в отмеченную корзину. (Рис 1А). За правильное
выполнение задания больной получал 10 баллов. Попадание мишени в любую другую
корзину расценивалось как ошибка. После выполнения задания, время которого было
произвольным в пределах двухминутного интервала (одна игровая серия), положение
мишени и целевой корзины менялось в случайной последовательности (рисунок1В). Как
правило, за одну серию больные успевали выполнить от 5 до 40 заданий. Перед началом
первой игры пациента инструктировали о способе выполнения двигательной задачи.
Движение должно было осуществляться посредством переноса веса тела с правой ноги на
левую и с пяток на носки в различных комбинациях. Амплитуда требуемых колебаний
ОЦМ во фронтальном и сагиттальном направлениях ограничивалась опорной площадью
стоп. Ежедневная тренировка состояла из трех серий. Курс обучения состоял из 10
тренировок. В течение всего времени обучения велся тренировочный протокол. У каждого
больного оценивался результат наиболее успешной серии за один день по количеству
набранных баллов и допущенных ошибок. В каждой группе рассчитывались средние
показатели, которые сравнивались между собой, а также с группой здоровых испытуемых.
Для проведения корреляционного анализа зависимости обучения от клинических и
биомеханических факторов использовалось значение наиболее успешной игровой серии в
течение 10 дней. Статистическая обработка проводилась с помощью программы Statistica
4.5. Использовались дисперсионный анализ, корреляционный анализ по критерию
Спирмена и сравнение средних величин по критерию Стьюдента.
Результаты исследования
1 Особенности обучения произвольному контролю позы
при разной латерализации очага поражения
Динамика обучения в течение 10 дней больных с поражением правого и левого
полушарий, а также здоровых испытуемых представлена на рисунке 2. Результаты
обучения в группе здоровых достоверно выше, чем у больных с гемипарезом (р<0,001).
Интересно, что во всех группах наиболее успешной из трех игровых серий была вторая (у
56% больных). Вероятно, в течение первой серии происходит общая адаптация, настройка
основных двигательных систем, формирование (в первые дни тренировки) или выбор (в
последующие дни) двигательной стратегии и соответствующей программы с ее
последующей сенсорной коррекцией в процессе тренировки. К третьей серии испытуемый
часто теряет интерес к задаче из-за утомления, вызванного значительной концентрацией
внимания и однообразием производимых операций. Следует отметить, что хотя
абсолютные результаты (таблица 1) у больных с поражением левого полушария и выше,
чем у больных с поражением правого, достоверно отличными являются только значения
первого дня тренировки (p<0,05). В целом кривые обучения у больных обеих групп
сходны по форме, но динамика обучения у левополушарных больных отличается большей
стабильностью и не подвержена таким резким колебаниям, как у правополушарных
больных. Большую устойчивость формирования двигательного навыка у больных с
поражением левого полушария подтверждает также характер динамики допущенных
ошибок (таблица 1 и рисунок3). Количество сделанных ими ошибок практически не
меняется. В то же время правополушарные больные демонстрируют большее число
ошибок на начальном этапе обучения, но в ходе освоения двигательного навыка число
ошибок в этой группе достоверно уменьшается (p<0.05). Обращает на себя внимание, что
после обучения больные с гемипарезом достигают примерно уровня необученных
здоровых испытуемых (рисунок3).
Таблица 1 - Результаты обучения в подгруппах больных с поражением правого и
левого полушарий (М+SD).
Латерализация
очага
Баллы
1 день 10 день
Правое полушарие 97+57
218+92
***
Левое полушарие
135+61
243+67
***
*-p<0,5 ; **-p<0,01 ;***-p<0,001
Ошибки
1 день 10 день
6,2+2,0
3,5+1,8
***
4,7+1,8
4,1+3,5
Особенности обучения при различной локализации очага поражения. Графики,
характеризующие процесс двигательного обучения у больных с различной локализацией
очага поражения представлены на рисунке 4. Отчетливо видно, что у больных всех
четырех подгрупп процесс обучения делится на две стадии. В течение первых трех дней
тренировки (первая стадия) наблюдается выраженное улучшение. Характер кривых на
этом отрезке имеет почти прямо пропорциональную зависимость, причем обучение идёт
быстрее в подгруппах “моторных” и “премоторных” больных и хуже - у больных с
поражениями теменно-височной области и с “сочетанным” поражением премоторной и
теменной областей. Вероятно, на этом этапе происходит формирование новой
двигательной стратегии. Затем наступает период стабилизации (обычно третий-четвертый
день), после чего начинается вторая стадия обучения, в течение которой происходит
координационная реорганизация двигательного навыка – вытормаживание мешающих
координаций и шлифовка движений.
Таблица 2 - Динамика обучения (в баллах) у больных с различной локализацией
очага
поражения (М+SD)
Дни обучения
1
3
Первая («моторная»)
169+67
254+80**
Вторая «премоторная»
114+47
210+45**
Третья «теменная»
105+64
163+77**
Четвертая «сочетанная»
70+27
*-p<0,5; **-p<0,01;***-p<0,001
Подгруппы больных
5
155+44***
10
314+62**
255+51*
180+68
133+47
Во второй стадии процесс обучения идёт гораздо медленнее. При этом динамика
обучения в различных подгруппах различна. У “моторных” и “премоторных” больных
улучшение происходит постепенно, с поэтапным освоением очередных уровней
сложности навыка в среднем через каждые три дня. “Теменные” и “сочетанные” больные
останавливаются на достигнутом уровне, и дальнейшее освоение движения не
происходит.
При анализе абсолютных значений (таблица 2) видно, что наилучшие результаты
демонстрируют “моторные” больные. У больных остальных групп, наряду с общими
двигательными проблемами, возникали и другие трудности, связанные с нарушением
временной и пространственной организации движений.
“Премоторные” больные выполняли задачу менее успешно, чем “моторные”. Их
движение было растянуто во времени, главным образом, за счет снижения его
инициальной части. Часто, выполнив отдельное движение, они замирали в
нерешительности, переводили взгляд с компьютерного монитора на инструктора, ожидая
дальнейшего руководства к действию. Нередко, выполнив первую часть движения, эти
больные не могли завершить его без дополнительной команды.
Самые низкие результаты были у “теменных” и “сочетанных” больных.
Двигательные нарушения часто сопровождались у них сенсорной или сенсомоторной
афазией. Ее наличие значительно осложняло объяснение задачи и ее понимание больным.
У этих больных наблюдалась также ярко выраженная зрительно-пространственная
дезориентация. Плохо ориентируясь в направлении движения, они нередко, посредством
перемещения ОЦД влево, безуспешно пытались “поймать” мишень, находящуюся справа,
путали мишени и корзинки, и т. д. Движения этих больных отличались суетливостью.
Иногда, сделав большое количество ошибок, они теряли интерес к выполнению задачи.
Тем не менее, следует отметить, что, несмотря на различия динамики
обучения, и его результатов, у “теменных” и “премоторных” больных начальная часть
формирования двигательного навыка (максимальный результат за первый день) была
одинаковой.
2 Зависимость успешности обучения от некоторых клинических
и биомеханических факторов
Представляло интерес специально проанализировать, в какой степени и какие
именно клинические показатели и биомеханические характеристики нарушения
вертикальной позы у наблюдаемых больных существенно влияют на обучение
произвольному контролю позы. Результаты такого анализа приведены в таблице 3. Более
детально характер биомеханических нарушений вертикальной позы у больных с
гемипарезом будет проанализирован в отдельной статье.
Оказалось, что такие факторы как степень тяжести гемипареза и величина
спастичности не оказывают сколь либо значимого влияния на формирование новых
позных координаций, обеспечивающих динамическую устойчивость. Нарушение
глубокой чувствительности, сопутствующее гемипарезу, напротив, отрицательно
коррелирует с успешностью обучения (таблица 3).
Что касается скоростных и амплитудных биомеханических показателей,
характеризующих состояние функции поддержания вертикальной позы, то оказалось, что
результаты обучения существенно зависят от исходной величины колебаний (среднего
радиуса отклонения) ОЦМ. Средняя скорость ОЦМ и средний радиус отклонения ОЦМ в
центральном (моделируемом) положении, а также средний радиус отклонения и величина
нагрузки на пораженную ногу в удобной стойке, связаны с максимальным результатом
обучения. В то же время, средняя скорость колебаний ОЦМ в привычной для больного
стойке не влияет на обучение новой позе (таблица 3).
Таким образом, степень собственно двигательных нарушений (степень гемипареза
и спастичности) не влияет на характер обучения позным координациям. В то же время
успешность обучения зависит от сопутствующих сенсорных нарушений (снижение
глубокой чувствительности) и особенно от степени нарушений устойчивости (амплитуда
и частично скорость колебаний ОЦМ).
Таблица 3 - Коэффициенты корреляции (r) показателя успешности обучения и
некоторых клинических и биомеханических факторов.
Успешность
Показатели
обучения
Степень пареза нижних конечностей
-0,21
Спастичность
0,10
Глубокая чувствительность нижних конечностей
-0,29*
Средняя скорость ЦД в удобном положении
-0,21
Средний радиус ЦД в удобном положении
-0,40**
Нагрузка на пораженную ногу
0,30*
Средняя скорость ЦД в центральном положении
-0,41**
Средний радиус ЦД в центральном положении
-0,45***
*- p<0,5; **- p<0,01;***- p<0,001
3 Влияние обучения на клинические и биомеханические показатели
Обучение, в свою очередь, влияет как на степень двигательных нарушений, так и
на биомеханические показатели позной устойчивости. Это можно видеть из таблицы 4, в
которой представлены некоторые клинические и стабилометрические показатели больных
основной и контрольной групп до и после курса обучения методом биоуправления по
стабилограмме. Из таблицы видно, что у больных обеих групп улучшаются те же
показатели - снижается степень пареза, увеличивается нагрузка на пораженную ногу,
однако эти изменения гораздо значительнее у обучавшихся больных. Существенно, что у
них, в отличие от второй группы, значительно улучшается проприоцептивная
чувствительность и снижается скорость колебаний центра давлений при центрировании
платформы. В то же время амплитуда (средний радиус) колебаний ЦД значимо не
изменяется.
Таблица 4 - Клинические и стабилометрические показатели до и после лечения в
основной и контрольной группах больных (M+SD).
Основная группа
Контрольная группа
Показатели
через 10
исходный
через 10
до обучения
дней
уровень
дней
Степень пареза нижних
2+1,01
1,39±0,68*** 2,3±0,8
1,8±0,5*
конечностей (баллы)
Спастичность (баллы)
Глубокая чувствительность
нижних конечностей (баллы)
Средняя скорость ЦД в
удобном положении (м/с)
Средний радиус ЦД в
удобном положении (мм)
Нагрузка на пораженную
ногу (%)
Средняя скорость ЦД в
центральном положении (м/с)
Средний радиус ЦД в
центральном положении (мм)
*-p<0,5; **-p<0,01;***-p<0,001
0,76+0,80
0,7±0,76
1,1±1,3
1,0±0,8
0,85+1,39
0,56±1,05***
0,73±1,8
0,65±1,2
20,59+7,80
18,2±6,0
22,3±7,3
22,0±5,8
11,13+5,93
10,71±3,38
10,8±0,3
10,7±6,5
30,04+11,74
38,9±10,6***
29,08±10,
3
33,0±7,6*
26,50+11,20
22,9±8,2*
29,03±8,3
27,0±6,3
11,06+5,62
10,53±5,11
10,6±6,3
11,3±5,6
Обсуждение результатов
Прежде чем обсуждать кортикальные механизмы обучения произвольному
контролю позы, рассмотрим вопрос о возможности спонтанного восстановления, которое
могло влиять на результаты данной работы.
Истинное или “спонтанное” восстановление происходит на самых ранних стадиях
после инсульта, в течение первых 3 месяцев, а по данным некоторых авторов и первых 6
месяцев, за счет уменьшения отека, абсорбции поврежденных тканей, улучшения
локальной циркуляции, развития коллатерального кровообращения [10,11,12]. Временно
инактивированные, но сохранные нейроны в области очага поражения освобождаются от
торможения [13], тем самым, восстанавливая нарушенные связи.
Средние сроки исследования наших больных составляли 10,4+8,8 месяцев после
инсульта. Таким образом, несмотря на большой разброс сроков, большинство больных
исследовались уже после окончания периода спонтанного восстановления.
В более поздние сроки восстановление осуществляется за счет механизмов
компенсаторной перестройки, основанных на пластических свойствах нервной системы.
Они заключаются в образовании новых систем временных связей, которые создают новую
организацию функции и осуществляют ее в новых условиях [14, 15]. Таким образом, здесь
речь уже идет об обучении.
Вертикальная поза представляет собой выученный в раннем онтогенезе
двигательный навык, основанный на реализации генетической программы стояния.
Вопрос о том, в какой степени ее восстановление при разной локализации повреждения
связано с восстановлением исходной программы, а в какой - с реорганизацией и
формированием новых двигательных координаций, т.е. с обучением, представляет
существенный теоретический интерес как с точки зрения структурной организации
исходной программы стояния, так и с позиций исследования роли различных структур в
обучении новой позе. Настоящая работа дает материал для решения как первого
(особенности нарушений позы при разной локализации повреждений), так и второго
(различия обучения новой позе при разных повреждениях) вопросов.
Как уже говорилось выше, специальный анализ биомеханики позных нарушений в
зависимости от локализации повреждений будет проведен в отдельной статье. Отметим
здесь только, что различные корковые повреждения сопровождаются существенными
позными нарушениями - факт, неоднократно отмечавшийся [3-8] и свидетельствующий о
наличии кортикальных механизмов реализации программы вертикальной позы.
Анализируя особенности обучения произвольному контролю центра давлений,
отметим, прежде всего, что поражения моторной коры, как локальные, так и сопряженные
с поражениями других корковых областей, существенно нарушают процесс обучения
новой позе: кривая обучения и максимальный уровень обучения существенно ниже, чем у
здоровых испытуемых. Это подтверждает полученные на животных данные о роли
моторной коры в реорганизации позных координаций (Иоффе, 1991). Конечно, следует
учитывать и тот факт, что, кроме корковых поражений, наши больные имели также
поражения базальных ганглиев. В то же время исследование корреляции хода и степени
обучения со степенью моторных и сенсорных нарушений показало, что характер и
результат обучения зависят главным образом, не от степени тяжести самого пареза и
спастичности, а от сопутствующих нарушений проприоцептивной чувствительности и от
степени нарушений исходной позы (величины колебаний ЦД). Это говорит о том, что
механизмы и пути контроля движений конечностей и позы со стороны моторной коры
различны. Хотя поражение моторной коры и пирамидной системы сопровождается не
только парезом, но и нарушением позы, позные нарушения возникают опосредованно,
через снятие модулирующих пирамидных влияний на стволовые структуры и не прямо
связаны со степенью пареза. Данные в пользу опосредованных влияний моторной коры на
механизмы позного контроля были получены и на животных (Иоффе, 1991).
Рассмотрим теперь связь характера обучения произвольному контролю позы с
латерализацией поражения и зависимость хода и степени обучения от локализации
повреждения.
Сравнение динамики обучения больных с право- и левополушарной локализацией
очага не выявило достоверных отличий, вероятно, по причине большого разброса
значений, что, в общем, подтверждает мнение Wong et al [22] о незначительности
различий между этими группами больных. Тем не менее, в течение всего периода
исследования больные с локализацией очага в левом полушарии демонстрируют большую
успешность обучения и стабильность сохранения освоенного двигательного навыка, что
согласуется с литературными данными [27, 30] о лучшем их восстановлении. Это
позволяет сделать вывод о том, что, вероятно, правое полушарие в большей степени
ответственно за организацию новых позных координаций с помощью сигнала обратной
связи, чем левое. Большее число ошибок, допускаемое правополушарными больными в
первый день обучения, может свидетельствовать о запаздывании у этих больных
формирования основной стратегии, т.е. смысловой программы действия. Возможно также,
правое полушарие принимает большее участие в обеспечении сохранения в памяти
координационного рисунка позного движения, о чем может свидетельствовать меньшая
устойчивость двигательного навыка в процессе обучения у больных с правополушарной
локализацией очага поражения.
При анализе связи характера обучения произвольному контролю центра давлений с
локализацией повреждения целесообразно вспомнить о двух стадиях двигательного
обучения - стадии ассоциации или формирования общей стратегии действия, его
смысловой программы (программы ”что делать”) и стадии формирования
координационного рисунка нового движения, его координационной программы
(программы ”как сделать”), в которой происходит реорганизация и торможение
неадекватных синергий и координаций (Иоффе, 1991). В данной работе мы попытались
выделить эти этапы, однако это деление носило весьма условный характер. Поскольку
кривые обучения достаточно четко делятся на ранний, более быстрый (первые три дня), и
последующий, более медленный, этапы, мы предположили, что первый период, когда
происходит интенсивный рост результатов, связан с формированием общей стратегии
управления центром давлений, хотя не исключено, что этот этап, когда больной понимал,
каким способом перемещать ЦД и решать задачу, ограничивался первым днем обучения.
Далее начинается второй этап, где возрастание носит более плавный характер. Скорее
всего, здесь происходит дальнейшая перестройка координационного рисунка уже
освоенных поз и движений, шлифовка сформированного навыка.
Существенно, что у больных с разной локализацией повреждений эти этапы
обучения проходили по-разному. При этом четко видно, что как моторная кора, так и
ассоциативные области - премоторная и теменная - участвуют как в первом, так и во
втором этапах обучения.
Дефицит обучения на начальном этапе наблюдался во всех группах больных, что
говорит об участии моторной коры не только в реорганизации координаций, но и в
процессе формирования смысловой программы. В группах “премоторных” и “теменных”
больных этот дефицит был значительно больше, что может указывать на более
значительную роль этих структур в этом первом, когнитивном, этапе обучения, но может
быть и просто результатом того, что у этих больных имелась комбинация поражения
моторной коры и соответствующей ассоциативной области. Интересно, что величина
дефицита в двух последних группах на самом начальном этапе была одинаковой, хотя,
очевидно, его механизмы были несколько различны: у “премоторных” больных дефицит,
вероятно, был связан с трудностями выбора и инициации [36, 37] каждого отрезка
перемещения центра давлений, тогда как у “теменных” - с зрительно-пространственной
дезориентацией и нарушениями схемы тела в экстраперсональном пространстве [33]. У
больных с сочетанными поражениями эти трудности суммировались, т.к. были нарушены
оба механизма.
Второй этап обучения - этап координационной перестройки и шлифовки - также
был нарушен во всех группах больных. Это кажется естественным, когда речь идет о
больных с поражениями моторной коры, поскольку роль моторной коры в реорганизации
позных координаций при обучении у животных показана в ряде работ [Ioffe et al.,1988;
Biryukova et al.,1989; Иоффе, 1991]. Более интересными представляются дополнительные
нарушения этого этапа обучения в группах “премоторных” и “теменных” больных.
Очевидно, это было связано с тем, что в данной парадигме обучения у больных
вырабатывалась не новая стабильная позная координация, а формировался навык
быстрого перемещения центра давлений в сторону неожиданно и непредсказуемо
возникающей в разных местах экрана мишени с последующим быстрым перемещением
ЦД в сторону какой-либо корзинки, т.е. навык быстрого управления центром давлений. В
этих условиях, даже после выбора оптимальной стратегии перемещения ЦД на первом
этапе обучения, больным в дальнейшем приходилось в каждой пробе заново решать
задачу быстрого перемещения ЦД в заранее неизвестных направлениях. Ясно, что при
этом проблемы, связанные с принятием решения и инициацией перемещения ЦД у
“премоторных” больных, а также проблемы сенсорной интеграции и схемы тела в
экстраперсональном пространстве у “теменных” больных должны были играть
существенную роль. Однако кажется очень важным и интересным, что, в то время как
нарушения, связанные с первым фактором, частично компенсируются (постепенное
улучшение у “премоторных” больных), проблемы сенсорной интеграции и схемы тела в
пространстве не могут быть преодолены, и обучение у “теменных” больных полностью
останавливается на очень низком уровне.
Эти результаты, а также обнаруженная зависимость уровня обучения от степени
дефицита проприоцепции свидетельствуют о приоритете сенсорных механизмов в задаче
обучения произвольному контролю центра давлений с биологической обратной связью по
стабилограмме. Очень важную роль в обучении играет также степень позной
устойчивости - амплитуда колебаний центра давлений, которая сама в значительной
степени зависит от сенсорных механизмов. В то же время процесс обучения управлению
положением центра давлений существенно влияет на моторные системы, уменьшая
степень пареза и спастичности. Механизмы этого влияния не вполне ясны. Одним из
факторов может быть дополнительная проприоцептивная афферентация, возникающая
при избирательной активации различных мышечных групп во время направленного
перемещения центра давлений.
Таким образом, не подлежит сомнению наличие корковых механизмов контроля
позы и обучения произвольному управлению центром давлений. В последнем принимают
участие различные корковые зоны. Моторная, премоторная и париетальная области
участвуют как в когнитивной, так и в координационной фазах формирования нового
позного навыка. Максимальный дефицит обучения возникает при комбинированных
поражениях моторной и теменной или моторной, премоторной и теменной областей.
Дефицит сенсорной интеграции и схемы тела в пространстве при поражении теменной
области является одним из основных ограничивающих факторов и не может быть
преодолен в процессе обучения.
Выводы
Обучение произвольному перемещению центра давлений с использованием
биологической обратной связи по стабилограмме существенно нарушено у больных с
гемипарезами в результате расстройства мозгового кровообращения в бассейне средней
мозговой артерии. Больные с поражениями правого полушария обнаруживают несколько
больший дефицит обучения, чем больные с поражениями левого полушария.
Обучение более нарушено у больных с сопутствующими поражениями
заднелобной (премоторной) и теменно-височной областей, чем у больных с локальными
повреждениями моторной области. При этом у больных с поражениями теменно-височной
области обучение останавливается на ранней стадии на очень низком уровне, очевидно,
вследствие нарушений сенсорной интеграции и схемы тела в пространстве. Больные с
сочетанными поражениями моторной, премоторной и теменно-височной областей
показывают самые низкие результаты.
Степень обучения не зависит от степени моторного дефицита (пареза и
спастичности), но связана с интенсивностью нарушений проприоцептивной
чувствительности и со степенью нарушений вертикальной позы (асимметрия
распределения опорных давлений, амплитуда колебаний центра давлений).
Процесс обучения оказывает положительное влияние на степень моторных
нарушений и на асимметрию распределения опорных давлений в позе стояния.
Перестройка позы при перемещении корпуса происходит в основном за счет разрушения
сформировавшегося стереотипа “неиспользования” паретичной ноги.
Литература
1 Бернштейн Н.А. Физиология движений и активность. М, Наука, 1990.
2 Зимкина А.М. Нейрофизиологические основы компенсации нарушенных
функций.// В кн. Клиническая нейрофизиология. Л.,1972,с.-343-371.
3 Иоффе МЕ. Механизмы двигательного обучения. М., “Наука”, 1991. 134 с.
4 Коновалов Н. В. Основные положения проблемы восстановления функций
после инсульта. // Журн. невропат. психиатр.,-1955.-6.-с.-401-414..
5 Лурия А. Р. Высшие корковые функции человека. - М.,1969.
6 Массион Ж. Центральная координация позы и движения. В кн.:
Ассоциативные системы мозга, ред. А.С.Батуев, Л., Наука, 1985, 18-24.
7 Слива С.С., Кондратьев И.В., Ороева О.В. Медицинские информационные
системы., Таганрог 1993, 4(Х1)С.-120
8 Черникова ЛА. Оптимизация восстановительного процесса у больных,
перенесших инсульт: клинические и нейропсихологические аспекты функционального
биоуправления. М.,1998. Авт. Дисс. Доктора мед. Наук.
9 Шаповалова К.Б., Якунин И.В., Бойко М.И. Участие головки хвостатого ядра в
механизмах условно-рефлекторной перестройки позы. Журн. высш. нервн. деят., 1984,
34, 4, 669-677.
10 Шмельков В.Н. Восстановление двигательных возможностей у больных с
постинсультными параличами и парезами при локализации очага в разных полушариях
головного мозга: Дисс... канд. наук-М.,1979
11 Шумилина А.И. Об участии пирамидной и экстрапирамидной систем в
моторной деятельности деафферентированной конечности. В кн.: Проблемы высшей
нервной деятельности, под ред. П.К.Анохина, М., АМН СССР, 1949, 174-185.
12 Armand, J., Olivier O., Edgley S.A and Lemon R.N. The structure and function of
the developing corticospinal tract: some key issues. In: Hand and Brain, Eds.: A.M. Wing, P.
Haggard, G.R. Flanagan, Press, 1996, 125-146.
13 Badke M.B., Duncan P.W. Patterns of rapid motor responses during postural
adjustments when standing in healthy subjects and hemiplegic patients. Phys Ther 63;13-20,
1983
14 Birjukova E.V., Dufosse M., Frolov A.A., Ioffe M.E., Massion J. Role of the
sensorimotor cortex in postural adjustment accompanying a conditioned paw lift in the standing
cat // Exp. Brain Res. 1989, 78, 588-596.
15 Bohannon Rw, Larkin PA; Lower extremity weight bearing under various standing
conditions in independenty anbulatory patients with hemiparesis. Phys Ther 65(9); 1323-1325,
1985.
16 Brodal A. Self-observations and neuro-anatomical considerations after stroke //
Brain.-1973.-V.-93. P.664-673.
17 Brooks VB. The neural basis of motor control. N.Y.: Oxford Univ. Press, 1986.
18 Burlachkova N.I., Ioffe M.E. The analysis of the postural adjustment accompanying
a local movement // Agressologie. 1979. V. 20B. P. 141.
19 Chambers WW, Liu Cn, MacCough GP. Anatomical and physiological correlates of
plasticity in the central nervous system // Drain Behav. Evol.-1973.-V.8.-P.-675-694.
20 Ioffe M.E., Ivanova N.G., Frolov A.A., Birjukova E.V., Kiseljova N.V. On the role of
motor cortex in the learned rearrangement of postural coordinations. In: Stance and motion.
Facts and concepts. Eds.: V.S. Gurfinkel, M.E. Ioffe, J. Massion, J.-P. Roll. N.Y., Plenum, 1988,
213-226.
21 Hamman RG, Mekjavic I, Mallinson AL, Longridge NS. Training effects during
repeated therapy sessions of balance training using visual feedback. Arch Phys Med Rehabil
1992 Aug;73(8):738-44
22 Horak FB. Clinical measurement of postural control in adults. Phys Ther. 67:18811885, 1987.
23 Lawrence D.G., Kuypers H.G.J.M. The functional organization of the motor system
in the monkey// Brain. 1968, 9, 1-36.
24 Nashner LM. Fixed patterns of rapid postural responses among leg muscles during
stance. Exp. Brain. Res. 30:13-24, 1977
Wong AM, Lee MY, Kuo JK, Tang FT. The development and clinical evaluation of a
standing biofeedback trainer. J Rehabil Res Dev 1997 Jul; 34(3):322-7)- 14. 15. 23. Simmons
RW, Smith K, Erez E, Burke JP, Pozos RE. Balance retraining in a hemiparetic patients using
center of gravity biofeedback: a single-case study. Percept Mot Skills 1998 Oct;87(2):603-9