Влияние двигательных образов и наблюдения за действиями на моторные и когнитивные возможности верхних конечностей при болезни Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП) является дегенеративной, развивается медленно и прогрессирует, является идиопатической и включает несколько факторов. При БП происходит дегенерация дофаминпродуцирующих нейронов (дофаминергических нейронов) в черной субстанции, в пределах базальных ганглиев. Затем происходит активация возбуждающих нейронов, проявляющаяся через нарушение регуляции моторного контроля.

БП характеризуется немоторными и моторными симптомами, являющимися причинами негативных последствий для качества жизни, отражаясь непосредственно в ряде повседневных ситуаций человека с БП. Немоторные симптомы рассматриваются как дополнительные симптомы и также встречаются часто, с преобладанием деменции и легких когнитивных нарушений. Наиболее наблюдаемые когнитивные проблемы при БП относятся к следующим областям: концентрация и внимание, рабочая память, а также трудности с вычислениями и пространственной ориентацией, исполнительными функциями. Немоторные симптомы отрицательно сказываются на профессиональной деятельности и могут создавать трудности при вождении автомобиля, совершении покупок, ведении домашнего хозяйства; а также уход за собой: одевание и купание.

Основные двигательные симптомы: а) тремор покоя – возникает в покое и уменьшается при попытке произвольного движения; б) ригидность - одновременное повышение мышечного тонуса, которое может представлять собой постоянное сопротивление во всем диапазоне движения, когда движение медленное и поступательное, или движение с ритмичным сопротивлением во всем диапазоне движения; в) акинезия - затруднение начала движения; г) брадикинезия - замедленность поддержания движения.

Тремор при БП представляет собой непроизвольные ритмичные движения, обычно характеризующиеся односторонним тремором покоя, который возникает в верхних конечностях, особенно в руках. Тремор покоя подавляется во время движения и может так же часто появляться при принятии позы или даже при движении. Эссенциальный тремор чаще возникает в предплечьях и кистях, он более проблематичен во время произвольных движений или при поддержании позы против силы тяжести, что влияет на выполнение повседневных действий, и наиболее подвержены: письмо от руки, еда, одевание и заботиться о себе. Встречаются также изолированные постуральный и кинетический тремор с еще большей частотой (более 4 Гц).

В свою очередь, ригидность является одним из кардинальных симптомов БП и включает в себя информацию о степени тяжести, распределении и наличии ригидности в покое и в немедикаментозном состоянии. Люди с БП имеют более высокие значения ригидности как в покое, так и при пассивной мобилизации, поскольку в мышцах наблюдается повышенный тонус. Ограниченный диапазон движений может быть изнурительным последствием болезни Паркинсона, влияя на повседневную деятельность, такую ​​как письмо. Что касается брадикинезии, то это относится к трудности регулирования положения тела, начала и выполнения движения, а также выполнения последовательных и одновременных движений.

Людям с болезнью Паркинсона обычно трудно начать движение, движения медленнее, а диапазон ограничен. Это проявляется в трудности выполнения большинства повседневных действий: ухода за собой, одевания, работы и досуга и домашних дел, в связи с мелкой моторной координацией и ловкостью, а также бимануальной координацией, гипокинезом и инициацией.

В настоящее время не существует утвержденного лечения, которое изменяет скорость прогрессирования БП, и возможности сосредоточены на смягчении симптомов, поскольку известного лечения нет. Дегенерация дофаминергических нейронов вызывает изменения в сети базальных ганглиев и в основном лечится с помощью лекарств, таких как леводопа или дофаминергический антагонист, являющихся заместительной терапией дофамина, которая компенсирует недостаток дофамина, вырабатываемого эндогенно.

Традиционная реабилитация, связанная с другими возможностями вмешательства, помимо физических упражнений, важна для поддержания двигательных и немоторных изменений, дополняя фармакологическое лечение.

Воображение движений (МИ) и наблюдение за действием (АО) — это два инновационных подхода к реабилитации, которые применимы при различных патологических состояниях. Таким образом, есть инвестиции в применение как инструмента нейрореабилитации, так и значительные преимущества могут быть получены при БП.

Из систематического обзора из 25 отобранных статей не было найдено ни одного исследования, включающего исследование совместного действия МИ и долгосрочного АО, и только одна, сравнивающая эффект обоих за один сеанс, но остальные касались с эффектом ОА или ИМ, изолированно, в односеансовом эксперименте, или с эффектом только ОА или только ИМ в качестве длительного лечения. Еще одно важное замечание заключается в том, что использование подходов при БП больше направлено на двигательные симптомы в нижних конечностях, такие как нарушение равновесия и походки.

Комбинация АО и ИМ увеличивает имитацию при БП, являясь многообещающим терапевтическим подходом для оказания помощи людям с БП в их повседневной деятельности и управлении симптомами, поскольку действия представлены в контексте повседневной жизни. Таким образом, МИ и АО используются как Терапевтические программы могут улучшить моторные навыки за счет усиления проприоцептивных сигналов, обычно генерируемых во время движений, или замедлить ухудшение моторных навыков при БП.

Моторные образы (ИМ) — это когнитивный процесс, который включает в себя способность выполнять действие мысленно, без необходимости выполнять само движение. Перспектива, которую человек использует для воображения, может быть: внутренней перспективой (первое лицо - воображает себя), которая относится к взгляду человека на содержание образов или к его/ее кинестетическому ощущению - человек представляет себе совершаемое движение , как бы чувствуя движение действия; или внешняя перспектива (третье лицо - представляет другого человека), которая относится к визуальному воображению сцен вне человека.

Как и двигательное выполнение, тренировка ИМ может вызвать улучшение двигательной активности и, следовательно, процессов двигательного обучения при БП. Несмотря на немногочисленные исследования БП, есть доказательства того, что умственная практика может уменьшать брадикинезию, улучшать подвижность и скорость ходьбы, а также улучшать динамическую стабильность, кроме того, не проявляя тремора в состоянии с медикаментами во время отдыха и умственной задачи.

Наблюдение за действием состоит в наблюдении за действиями другого человека или выполнением двигательного задания на видео или в режиме реального времени. Признано, что при наблюдении за действием другого человека происходит активация мозга в тех же нейронных структурах, используемых для реального выполнения тех же действий, рекрутируемых в мозгу наблюдателя, как при выполнении наблюдаемого действия.

AO показывает повседневные действия, предоставляя информацию для их выполнения в жизненных контекстах. АО является эффективным способом обучения или улучшения выполнения двигательного навыка, модифицируя скорость и точность действий при БП. Использование АО при БП улучшает спонтанную скорость саморитмичных движений пальцев, что отражается на улучшении выполнения повседневных действий.

Термин «интерфейс мозг-машина» (BMI) относится к системам, которые улавливают сигналы активности мозга человека и преобразовывают их в компьютерные команды для управления внешними устройствами, которыми могут быть устройства связи, функциональная электрическая стимуляция (FES) или роботизированные экзоскелеты. Технология ИМТ является относительно новой и позволяет человеку взаимодействовать с окружающей средой через сигналы мозга и может восстанавливать двигательную функцию, вызывая пластичность мозга.

Для захвата этих сигналов мозга можно использовать инвазивные и неинвазивные стратегии. В неинвазивных системах электроды располагаются на своде черепа с использованием сигналов, собранных с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), магнитоэнцефалографии (МЭГ) и функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (fNIRS), что является более перспективным, чем инвазивные стратегии, из-за проблем безопасности и этики. .

В типичном ИМТ с помощью ЭЭГ намерение движения человека (двигательные образы или выполнение) декодируется в режиме реального времени посредством продолжающейся электрической активности мозга, запускаемой сенсорной обратной связью. ИМТ в настоящее время используются в основном в двух приложениях: во вспомогательных технологиях или при двигательном параличе; и в реабилитационных технологиях, также называемых реабилитационным интерфейсом мозг-машина или нейробиоуправлением, которые направлены на повышение нейропластичности посредством манипулирования или ауторегуляции нейрофизиологической активности для облегчения двигательного восстановления.

Среди многочисленных нейрофункциональных дисфункций эта технология может принести наибольшую пользу при болезни Паркинсона (БП). Использование ИМТ посредством ЭЭГ с функциональной электрической стимуляцией (ФЭС) для стимуляции мышц верхней конечности во время фазы выполнения АО при выполнении наблюдаемого двигательного акта может иметь преимущества, такие как улучшение производительности, независимо от того, тяжесть неврологических нарушений, таких как тяжелая форма болезни Паркинсона. В литературе представлены различные ИМТ, используемые для людей с БП, и до сих пор нет исследований, оценивающих тренировку воображения движения и наблюдение за действием для улучшения активности сенсомоторной коры с помощью ЭЭГ, связанной с роботизированной тактильной перчаткой.