Kaip gali atsinaujinti ir pasikeisti nervų sistema po insulto ir kitų sunkių ligų. Ugryumovas M

Dar visai neseniai mokslininkai negalėjo matyti smegenų ir išmatuoti jų komponentų. Smegenų, tvarkingai supakuotų į kaukolę, prigimtis buvo paslėpta. Mokslininkai, kurie neturėjo galimybės stebėti, kaip veikia smegenys, daugelį amžių bandė sukurti modelius ir teorijas, paaiškinančias didžiulį jų potencialą.

sena koncepcija

Smegenys buvo prilygintos komodai su daugybe skyrių, dokumentų spintele su aplankais, kuriuos galima atidaryti ir uždaryti, ir superkompiuteriui, nuolat atliekančiam operacijas savo elektros grandinėse. Visos šios analogijos yra susijusios su neorganiniais, mechaniniais objektais. Jie negyvi – ir neauga ir nesikeičia.

Dauguma mokslininkų smegenis laikė tokiu objektu, išskyrus vaikystę, kuri buvo laikoma vieninteliu žmogaus gyvenimo periodu, kai smegenys gali vystytis ir prisitaikyti. Vaikas sugeria signalus, ateinančius iš vidinių ir išorinė aplinka; o jo smegenys gerai ar blogai prie to prisitaiko.

Antonio Battro knygoje Half a Brain Is Enough: The Story of Nico aprašytu atveju gydytojai pašalino berniuko dešinę žievę, kad galėtų gydyti epilepsiją. Nepaisant to, kad Niko prarado svarbią smegenų audinio dalį, jis vystėsi mažai arba visai netrikdęs.

Jis išsiugdė ne tik su kairiuoju smegenų pusrutuliu susijusias funkcijas, bet ir muzikinius bei matematinius gebėjimus, už kuriuos dažniausiai atsakingas dešinysis smegenų pusrutulis. Battro teigimu, vienintelis paaiškinimas, kaip berniuko smegenys sugebėjo kompensuoti trūkstamas funkcijas po to, kai buvo pašalinta pusė smegenų audinio, yra tai, kad smegenys toliau vystosi suaugus.

Anksčiau buvo manoma, kad toks gilus galima kompensacija už smegenų sutrikimus ar traumas(nors tai nutinka itin retai) tik vaikui dar augant, o sulaukus brendimo smegenys pasidaro nepakitusios ir jokia išorinė įtaka tam negali turėti įtakos. Nebereikia tobulėti, nebeprisitaikyti. Jei šiame etape smegenys pažeidžiamos, pastarosios praktiškai nepataisomos.

Štai pavyzdys iš psichologijos srities: jei vaiką augina abejingi suaugusieji, kurie nesupranta jo poreikių, formuojasi jo smegenys, kurios generuoja elgesio modelį, atspindintį beviltiškumo jausmą.

Pagal seną smegenų vystymosi sampratą, vienintelė galimybė išgelbėti tokį vaiką yra kruopštus įsikišimas į jo smegenų formavimo procesą ankstyvoje stadijoje. Be to emocinis vaiko likimas užantspauduotas. Kitos fizinės ir emocinės traumos taip pat gali pakenkti jaunoms smegenims.

Laikantis „smegenų kaip aparatinės įrangos“ metaforos, buvo manoma, kad smegenims lemta suirti. Įveikus tuos smūgius, kurie patenka į smegenis Kasdienybė, jo komponentai palaipsniui sugenda. Arba didelė katastrofa gali įvykti, kai dėl nelaimingo atsitikimo, infekcijos ar insulto išsijungia dideli smegenų komponentai. Remiantis šiuo požiūriu, centrinės nervų sistemos ląstelės yra tarsi senovinio porceliano servizo fragmentai; jei sulaužysite vieną objektą, neturėsite kito pasirinkimo, kaip tik nušluoti skeveldras ir tenkintis tuo, kas liko.

Niekas netikėjo, kad smegenų ląstelės gali atsinaujinti ar užmegzti naujus ryšius viena su kita. Šis nuviliantis neurologinis „faktas“ turėjo rimtų pasekmiųžmonėms, kurie buvo sužeisti ar sirgo ligomis, kurios pažeidžia smegenis.

Dar maždaug prieš penkiolika metų reabilitacijos centruose buvo įprasta aktyviai gydyti pacientus per pirmąsias kelias savaites ar mėnesius po traumos, tačiau atslūgus smegenų patinimui ir nutrūkus gerėjimo procesui, buvo manoma, kad daugiau nieko nebegalima. padaryta. Po to reabilitacija buvo sumažinta iki galimybių kompensuoti atsiradusius pažeidimus paieškos.

Jei pažeistumėte savo regėjimo žievę (smegenų sritį, susijusią su regėjimu), turėtumėte žievės aklumą.

Jei jūsų kairė ranka nustojo veikti, turėjote susitaikyti su mintimi, kad ji amžinai liks neaktyvi. Reabilitologai išmokys Jus judėti nieko nematant arba tiesiog dešine ranka įnešti bakalėjos į namus.

O jei vaikystė buvo sunki, tai turėjo palikti neišdildomą pėdsaką tavo sugebėjime užmegzti ir palaikyti ryšius su kitais žmonėmis.

Nauja koncepcija

Laimei, ši smegenų vystymosi koncepcija gali būti įtraukta į medicinos istorijos archyvus kartu su kitomis pasenusiomis idėjomis, tokiomis kaip kraujo nuleidimas ar juodoji tulžis (skystis, kuris, Hipokrato manymu, sukelia vėžį ir kitas ligas). Smegenų ląstelėms reikia apsaugos, todėl nerekomenduoju smegenų fiziškai išnaudoti.

Tačiau smegenys visai nėra tas nekintantis trapus objektas, kokiu mes manėme. Yra tam tikrų smegenų keitimo taisyklės, kuris gali būti naudojamas sprendžiant problemas, atkurti neuroninius kelius C.A.R.E. ir santykių su kitais stiprinimas.

plastiškumo lygiai

Šio šimtmečio pradžioje smegenų tyrinėtojai atsisakė tradicinių idėjų apie suaugusiųjų smegenų struktūrinį stabilumą ir negalėjimą jose formuotis naujų neuronų. Tapo aišku, kad suaugusiųjų smegenų plastiškumas ribotai panaudoja ir neurogenezės procesus.

Kalbėdami apie smegenų plastiškumą, dažniausiai jie turi omenyje jų gebėjimą keistis veikiant mokymuisi ar pažeidimams. Už plastiškumą atsakingi mechanizmai yra skirtingi, o tobuliausia jo apraiška esant smegenų pažeidimams – regeneracija. Smegenys – tai itin sudėtingas neuronų tinklas, kurie tarpusavyje bendrauja per specialius darinius – sinapses. Todėl galime išskirti du plastiškumo lygius: makro ir mikro lygius. Makro lygmuo yra susijęs su smegenų tinklo struktūros pasikeitimu, kuris užtikrina ryšį tarp pusrutulių ir tarp skirtingų sričių kiekviename pusrutulyje. Mikro lygiu molekuliniai pokyčiai vyksta pačiuose neuronuose ir sinapsėse. Abiejuose lygmenyse smegenų plastiškumas gali pasireikšti ir greitai, ir lėtai. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skirsime plastiškumui makro lygiu ir smegenų regeneracijos tyrimų perspektyvoms.

Yra trys paprasti smegenų plastiškumo scenarijai. Pirmuoju atveju pažeidžiamos pačios smegenys: pavyzdžiui, insultas motorinėje žievėje, dėl kurio kamieno ir galūnių raumenys praranda kontrolę iš žievės ir paralyžiuojami. Antrasis scenarijus yra priešingas pirmajam: smegenys nepažeistos, tačiau pažeistas periferijoje esantis nervų sistemos organas ar atkarpa: amputuojamas jutimo organas – ausis ar akis, nugaros smegenys, galūnė. Ir kadangi tuo pačiu metu informacija nustoja tekėti į atitinkamas smegenų dalis, šios dalys tampa „bedarbėmis“, funkciškai nedalyvauja. Abiejuose scenarijuose smegenys pertvarkomos, bandant užpildyti pažeistų vietų funkciją nepažeistųjų pagalba arba įtraukti „bedarbes“ į kitų funkcijų palaikymą. Kalbant apie trečiąjį scenarijų, jis skiriasi nuo pirmųjų dviejų ir yra susijęs su psichikos sutrikimais, kuriuos sukelia įvairūs veiksniai.

Šiek tiek anatomijos

Ant pav. 1 parodyta supaprastinta vokiečių anatomo Korbiniano Brodmanno aprašytų ir sunumeruotų laukų buvimo vietos kairiojo pusrutulio išorinėje žievėje schema.

Kiekvienam Brodmanno laukui būdinga ypatinga neuronų sudėtis, jų vieta (žievės neuronai sudaro sluoksnius) ir ryšiai tarp jų. Pavyzdžiui, jutimo žievės laukai, kuriuose vyksta pirminis jutimo organų informacijos apdorojimas, savo architektūra smarkiai skiriasi nuo pirminės motorinės žievės, kuri yra atsakinga už valingų raumenų judesių komandų formavimą. Pirminėje motorinėje žievėje vyrauja neuronai, savo forma primenantys piramides, o jutimo žievę daugiausia atstovauja neuronai, kurių kūno forma primena grūdelius arba granules, todėl jie vadinami granuliuotais.

Paprastai smegenys skirstomos į priekines ir užpakalines (1 pav.). Žievės sritys, esančios greta pirminių jutimo laukų užpakalinėse smegenyse, vadinamos asociacinėmis zonomis. Jie apdoroja informaciją, gaunamą iš pirminių jutimo laukų. Kuo toliau nuo jų asociacinė zona, tuo labiau ji geba integruoti informaciją iš skirtingų smegenų sričių. Didžiausias integracinis gebėjimas užpakalinėse smegenyse būdingas asociacinei zonai parietalinėje skiltyje (1 pav. nespalvota).

Priekinėje smegenyse priešmotorinė žievė yra greta motorinės žievės, kurioje yra papildomi judesių reguliavimo centrai. Priekiniame poliuje yra dar viena plati asociacinė zona - prefrontalinė žievė. Primatuose tai yra labiausiai išsivysčiusi smegenų dalis, atsakinga už sudėtingiausius psichinius procesus. Būtent suaugusių beždžionių priekinės, parietalinės ir smilkininės skilčių asociacinėse zonose buvo atskleista naujų granuliuotų neuronų, kurių gyvenimo trukmė yra iki dviejų savaičių, įtraukimas. Šis reiškinys paaiškinamas šių zonų dalyvavimu mokymosi ir atminties procesuose.

Kiekviename pusrutulyje artimi ir tolimi regionai sąveikauja tarpusavyje, tačiau jutimo sritys pusrutulyje tiesiogiai tarpusavyje nesusisiekia. Homotopinės, tai yra simetriškos, skirtingų pusrutulių sritys yra tarpusavyje susijusios. Pusrutuliai taip pat yra susiję su pagrindiniais, evoliuciškai senesniais smegenų subkortikiniais regionais.

Smegenų atsargos

Įspūdingų smegenų plastiškumo įrodymų pateikia neurologija, ypač pastaraisiais metais, kai atsirado vizualiniai smegenų tyrimo metodai: kompiuterinis, magnetinio rezonanso ir pozitronų emisijos tomografija, magnetoencefalografija. Jų pagalba gauti smegenų vaizdai leido įsitikinti, kad kai kuriais atvejais žmogus net ir praradęs labai reikšmingą smegenų dalį yra pajėgus dirbti ir mokytis, būti socialiai ir biologiškai visavertis.

Bene paradoksaliausias smegenų plastiškumo pavyzdys yra matematiko hidrocefalijos atvejis, dėl kurio buvo prarasta beveik 95% žievės ir nepaveikė jo aukštų intelektinių gebėjimų. Žurnale „Science“ šia tema buvo paskelbtas straipsnis ironišku pavadinimu „Ar mums tikrai reikia smegenų?“.

Tačiau dažniau reikšmingas smegenų pažeidimas sukelia gilų neįgalumą visam gyvenimui – jų galimybės atstatyti prarastas funkcijas nėra neribotos. Dažniausios suaugusiųjų smegenų pažeidimo priežastys yra smegenų kraujotakos sutrikimai (sunkiausiais atvejais
pasireiškimas – insultas), rečiau – traumos ir smegenų augliai, infekcijos ir intoksikacijos. Vaikams smegenų vystymosi sutrikimo atvejai nėra neįprasti, susiję tiek su genetiniais veiksniais, tiek su prenatalinio vystymosi patologija.

Iš veiksnių, lemiančių smegenų regeneracinius gebėjimus, pirmiausia reikėtų išskirti paciento amžius. Skirtingai nuo suaugusiųjų, vaikams, pašalinus vieną iš pusrutulių, kitas pusrutulis kompensuoja tolimo, įskaitant kalbą, funkcijas. (Gerai žinoma, kad suaugusiems vieno iš pusrutulio funkcijų netekimą lydi kalbos sutrikimai.) Ne visi vaikai vienodai greitai ir visiškai kompensuoja, tačiau trečdalis vaikų sulaukus 1 metų amžiaus serga pusrutulių pareze. rankos ir kojos atsikrato motorinės veiklos sutrikimų iki 7 metų amžiaus. Iki 90% vaikų, turinčių neurologinių sutrikimų naujagimio laikotarpiu, vėliau vystosi normaliai. Todėl nesubrendusios smegenys geriau susidoroja su pažeidimais.

Antrasis veiksnys yra žalingo agento poveikio trukmė. Lėtai augantis navikas deformuoja arčiausiai jo esančias smegenų dalis, tačiau netrikdydamas smegenų funkcijų gali pasiekti įspūdingą dydį: jame spėja įsijungti kompensaciniai mechanizmai. Tačiau tokio paties masto ūmus sutrikimas dažniausiai nesuderinamas su gyvybe.

Trečias veiksnys yra smegenų pažeidimo vieta. Mažo dydžio pažeidimai gali paveikti tankios nervinių skaidulų sankaupos vietą, patenkančią į įvairias kūno dalis, ir sukelti rimtą ligą. Pavyzdžiui, per nedideli plotai smegenų, vadinamų vidinėmis kapsulėmis (jų yra dvi, po vieną kiekviename pusrutulyje), vadinamojo piramidinio trakto skaidulos (2 pav.) pereina iš galvos smegenų žievės motorinių neuronų, eidamos į nugaros smegenis ir perduodamos. komandos visiems kamieno ir galūnių raumenims. Taigi, kraujavimas vidinės kapsulės srityje gali sukelti visos kūno pusės raumenų paralyžių.

Ketvirtas veiksnys- pažeidimo mastas. Apskritai, kuo didesnis pažeidimas, tuo labiau prarandama smegenų funkcija. Ir nuo pagrindo struktūrinė organizacija Smegenys sudaro neuronų tinklą, vienos tinklo dalies praradimas gali turėti įtakos kitų, nutolusių skyrių darbui. Štai kodėl kalbos sutrikimai dažnai pastebimi, kai pažeidžiamos smegenų sritys, esančios toli nuo specializuotų kalbos sričių, pavyzdžiui, Brokos centras (44–45 laukai 1 pav.).

Galiausiai, be šių keturių veiksnių, svarbūs ir individualūs smegenų anatominių ir funkcinių jungčių pokyčiai.

Kaip pertvarkoma žievė

Jau minėjome, kad skirtingų smegenų žievės sričių funkcinę specializaciją lemia jų architektūra. Ši evoliucinė specializacija yra viena iš kliūčių, trukdančių pasireikšti smegenų plastiškumui. Pavyzdžiui, jei suaugusiam žmogui pažeidžiama pirminė motorinė žievė, jos funkcijų negali perimti šalia esančios jutimo sritys, tačiau greta esanti to paties pusrutulio priešmotorinė zona gali.

Dešiniarankiams sutrikus su kalba susijusiam Brokos centrui kairiajame pusrutulyje, suaktyvėja ne tik greta jo esančios sritys, bet ir dešiniajame pusrutulyje esanti Brokos centrui homotopinė sritis. Tačiau toks funkcijų perkėlimas iš vieno pusrutulio į kitą nelieka nepastebėtas: perkraunant žievės sritį, kuri padeda pažeistai vietai, pablogėja savo užduočių atlikimas. Aprašytu atveju kalbos funkcijų perkėlimas į dešinįjį pusrutulį yra lydimas paciento erdvinio-vaizdinio dėmesio susilpnėjimo – pavyzdžiui, toks žmogus gali iš dalies ignoruoti (nesuvokti) kairiąją erdvės pusę.

Pastebėtina, kad tarpsferinis funkcijų perkėlimas kai kuriais atvejais galimas, o kitais – ne. Matyt, tai reiškia, kad homotopinės zonos abiejuose pusrutuliuose apkraunamos skirtingai. Galbūt todėl insultą gydant transkranijine mikroelektrostimuliacija (apie tai plačiau kalbėsime toliau) dažniau pastebimas ir sėkmingesnis kalbos pagerėjimas nei plaštakos motorinės veiklos atstatymas.

Kompensacinis funkcijos atstatymas, kaip taisyklė, nevyksta dėl vieno mechanizmo. Beveik kiekviena smegenų funkcija realizuojama dalyvaujant įvairioms jos sritims – tiek žievinei, tiek subkortikinei. Pavyzdžiui, reguliuojant motorinį aktyvumą, be pirminės motorinės žievės, dalyvauja keletas papildomų motorinių žievės centrų, kurie turi savo ryšius su artimomis ir tolimomis smegenų sritimis ir savo kelius, kurie eina per smegenų kamieną į smegenų kamieną. nugaros smegenys. Pažeidus pirminę motorinę žievę, šių centrų aktyvinimas pagerina motorines funkcijas.

Be to, pati piramidinio trakto struktūra yra ilgiausias laidus kelias, susidedantis iš daugybės milijonų žievės motorinių neuronų aksonų („pagrobimo“ procesų) ir sekantis nugaros smegenų priekinių ragų neuronus (1 pav.). 2) – suteikia dar vieną galimybę. Pailgosiose smegenyse piramidinis traktas skyla į du ryšulius: storąjį ir plonąjį. Storieji ryšuliai kerta vienas kitą ir dėl to dešiniojo pusrutulio storas ryšulėlis nugaros smegenyse seka kairėje pusėje, o kairiojo pusrutulio storas – atitinkamai dešinėje. Kairiojo pusrutulio žievės motoriniai neuronai inervuoja dešinės kūno pusės raumenis ir atvirkščiai. Plonos sijos nesikerta, jos veda iš dešiniojo pusrutulio į dešinę pusę, iš kairės į kairę.

Suaugusio žmogaus žievės motorinių neuronų, kurių aksonai praeina plonais ryšuliais, aktyvumas praktiškai neaptinkamas. Tačiau jei, pavyzdžiui, pažeidžiamas dešinysis pusrutulis, kai sutrinka kairiojo šono kaklo ir kamieno raumenų motorinė veikla, būtent šie motoriniai neuronai aktyvuojasi kairiajame pusrutulyje, o aksonai plonoje. ryšulėlis. Dėl to raumenų veikla iš dalies atkuriama. Galima daryti prielaidą, kad šis mechanizmas dalyvauja ir gydant insultus ūminėje stadijoje, taikant transkranijinę mikroelektrostimuliaciją.

Puikus smegenų plastiškumo pasireiškimas yra pažeistos žievės pertvarkymas net praėjus daugeliui metų po traumos. Amerikiečių mokslininkas Edwardas Taubas (dabar dirba Alabamos universitete) ir jo kolegos iš Vokietijos Wolfgangas Mitneris ir Thomas Elbertas pasiūlė paprastą insulto pacientų motorinės veiklos reabilitacijos schemą. Jų pacientų smegenų pažeidimo trukmė svyravo nuo šešių mėnesių iki 17 metų. Dvi savaites trukusios terapijos esmė – įvairiais pratimais lavinti paralyžiuotos rankos judesius, o sveikos rankos nejudėti (fiksuota). Šios terapijos ypatumas – krūvio intensyvumas: pacientai kasdien mankštindavosi po šešias valandas! Funkcinio magnetinio rezonanso tomografu ištyrus pacientų, kuriems buvo atkurtas rankos motorinis aktyvumas, smegenis, paaiškėjo, kad atliekant judesius šia ranka dalyvauja daugelis abiejų pusrutulių sričių. (Normalu – su nepažeistomis smegenimis – jei žmogus juda dešinė ranka, jo kairysis pusrutulis daugiausia yra aktyvuotas, o dešinysis pusrutulis yra atsakingas už kairės rankos judėjimą.)

Paralyžiuotos rankos atkūrimas praėjus 17 metų po insulto yra neabejotinai jaudinantis pasiekimas ir puikus žievės pertvarkymo pavyzdys. Tačiau šis pasiekimas buvo pasiektas už didelę kainą - daugelio žievės sričių ir, be to, abiejų pusrutulių bendrininkavimą.

Smegenų principas yra toks, kad bet kuriuo momentu viena ar kita žievės sritis gali dalyvauti tik vienoje funkcijoje. Vienu metu daugelio žievės sričių įtraukimas į rankų judesių valdymą riboja galimybę smegenims lygiagrečiai (vienu metu) atlikti įvairias užduotis. Įsivaizduokite vaiką ant dviračio dviračio: jis sėdi ant balno, minta pedalus kojomis, seka maršrutą, dešine ranka tvirtina vairą ir ją rodomasis pirštas spaudžia varpelį, o kaire ranka laiko sausainį, jį nukando. Tokios paprastos greito perjungimo nuo vieno veiksmo prie kito programos įgyvendinimas nepajėgia ne tik paveiktoms, bet ir pertvarkytoms smegenims. Nemenkindamas siūlomo insulto pacientų reabilitacijos metodo svarbos, noriu pažymėti, kad jis negali būti tobulas. Idealus variantas atrodo funkcijos atkūrimas ne dėl pažeistų smegenų pertvarkymo, o dėl jų regeneracijos.

Nukrypimas nuo taisyklių

Dabar pereikime prie antrojo scenarijaus: smegenys nepažeistos, bet pažeistos periferiniai organai tiksliau klausa ar regėjimas. Būtent tokioje situacijoje atsiduria žmonės, gimę akli ar kurči. Jau seniai pastebėta, kad aklieji skiria girdimą informaciją ir kalbą suvokia greičiau nei regintys. Kai nuo gimimo akli (ir ankstyvoje vaikystėje netekę regėjimo) žmonės, skaitydami Brailio raštu spausdintus tekstus, buvo tiriami smegenų pozitronų emisijos tomografija, paaiškėjo, kad skaitant pirštais, ne tik somatosensorinė. suaktyvėja už lytėjimo jautrumą atsakinga žievė.bet ir regos žievė. Kodėl tai vyksta? Juk aklųjų regos žievė negauna informacijos iš regos receptorių! Panašūs rezultatai gauti ir tiriant kurčiųjų smegenis: jie suvokė savo bendravimui naudojamą gestų kalbą (gestus), įskaitant klausos žievę.

Ryžiai. 3. Optinio trakto persodinimo į talamo medialinį geniculate kūną operacija. Kairėje parodyta įprasta nervų takų iš akių ir ausų eiga, dešinėje - jų vieta po operacijos. (Nuo medialinių geniculate kūnų buvo nupjauti nerviniai takai, pernešantys klausos informaciją, o į jų vietas buvo pasodintos regos nervų galūnės, atskirtos nuo šoninių talamo geniculate kūnų. Apatinis kakliukas vidurinėse smegenyse, kur dalis nervų takai nuo ausies iki klausos žievės (neparodyta diagramoje): 1 - optinis traktas, 2 - klausos takas, 3 - šoniniai talamo genikuliniai kūnai, 4 - talamo medialiniai genikuliniai kūnai, 5 - talamokortikiniai keliai į regėjimo žievę, 6 - talamokortikiniai keliai į klausos žievę.

Kaip jau minėta, jutimo zonos nėra tiesiogiai susijusios viena su kita žievėje, bet sąveikauja tik su asociatyvinėmis sritimis. Galima daryti prielaidą, kad aklųjų somatosensorinės informacijos nukreipimas į regimąją žievę, o kurčiųjų – į klausos sritį, dalyvaujant subkortikinėms struktūroms. Šis peradresavimas atrodo ekonomiškas. Kai informacija perduodama iš jutimo organo į žievės jutimo sritį, požievinėse smegenų dariniuose signalas kelis kartus persijungia iš vieno neurono į kitą. Vienas iš šių jungiklių įvyksta diencephalono talamuose (talamuose). Nervų takų perjungimo taškai iš skirtingų jutimo organų yra glaudžiai greta (3 pav., kairėje).

Jei kuris nors jutimo organas (ar nuo jo vedantis nervų takas) yra pažeistas, jo persijungimo tašką užima kito jutimo organo nerviniai takai. Todėl žievės jutiminės sritys, kurios pasirodė atkirstos nuo įprastų informacijos šaltinių, įtraukiamos į darbą dėl kitos informacijos nukreipimo į jas. Bet kas tada nutinka patiems jutimo žievės neuronams, kurie apdoroja jiems svetimą informaciją?

Tyrėjai iš Masačusetso Technologijos institutas JAV Jitendra Sharma, Alessandra Angelucci ir Mriganka Sur paėmė šeškus būdami vienos dienos amžiaus ir gyvūnams atliko chirurginę operaciją: prie talamokortikinių takų, vedančių į klausos jutimo žievę, pasodino abu regos nervus (3 pav.). Eksperimento tikslas buvo išsiaiškinti, ar klausos žievė transformuojasi struktūriškai ir funkciškai, kai jai perduodama vaizdinė informacija. (Dar kartą prisiminkite, kad kiekvienam žievės tipui būdinga specifinė neuronų architektūra.) Išties taip ir atsitiko: klausos žievė morfologiškai ir funkciškai tapo panaši į regimąją!

Mokslininkai Diane Cann ir Lee Krubitzer iš Kalifornijos universiteto padarė kitaip. Ketvirtą dieną po gimimo oposams buvo pašalintos abi akys, o po 8–12 mėnesių subrendusiems gyvūnams buvo tiriamos pirminės žievės jutimo sritys ir greta jų esanti asociacijos zona. Kaip ir tikėtasi, visų apakusių gyvūnų regos žievė buvo pertvarkyta: jos dydis labai sumažėjo. Tačiau, tyrėjų nuostabai, struktūriškai nauja sritis X buvo greta tiesioginės regos žievės. Tiek regėjimo žievėje, tiek X srityje buvo neuronų, kurie suvokė klausos, somatosensorinę ar abi informaciją. Regėjimo žievėje išliko nežymus skaičius sričių, kurios nesuvokė nei vieno, nei kito jutimo modalumo – tai yra išlaikė, ko gero, pirminę paskirtį – vaizdinės informacijos suvokimą.

Keista, kad žievės pertvarka palietė ne tik regimąją, bet ir somatosensorinę bei klausos žievę. Vieno iš gyvūnų somatosensorinėje žievėje buvo neuronų, kurie reagavo į klausos arba somatosensorinius arba abu būdus, o klausos žievės neuronai reagavo arba į klausos signalus, arba į klausos ir somatosensorinius signalus. Esant normaliam smegenų vystymuisi, šis jutimo būdų maišymasis vyksta tik aukštesnio laipsnio asociacijų srityse, o ne pirminėse jutimo srityse.

Smegenų vystymąsi lemia du veiksniai: vidinis – genetinė programa ir išorinis – iš išorės ateinanti informacija. Dar visai neseniai išorinio veiksnio įtakos vertinimas buvo neišsprendžiama eksperimentinė problema. Ką tik aprašyti tyrimai leido nustatyti, koks svarbus į smegenis patenkančios informacijos pobūdis yra struktūriniam ir funkciniam žievės vystymuisi. Jie pagilino mūsų supratimą apie smegenų plastiškumą.

Kodėl smegenys blogai atsinaujina

Regeneracinės biologijos ir medicinos tikslas – organo pažeidimo atveju blokuoti gijimą randuojant ir nustatyti pažeisto organo perprogramavimo galimybes, kad būtų atkurta struktūra ir funkcija. Ši užduotis apima embriogenezei būdingos būklės atkūrimą pažeistame organe ir vadinamųjų kamieninių ląstelių, galinčių daugintis ir diferencijuotis, buvimą jame. Įvairių tipų ląstelės.

Suaugusio organizmo audiniuose ląstelės dažnai turi labai ribotą gebėjimą dalytis ir griežtai laikytis „specializacijos“: epitelio ląstelės negali virsti raumenų skaidulų ląstelėmis ir atvirkščiai. Tačiau iki šiol sukaupti duomenys leidžia tvirtai teigti, kad ląstelės atsinaujina beveik visuose žinduolių organuose. Tačiau atnaujinimo greitis skiriasi. Kraujo ląstelių ir žarnyno epitelio regeneracija, plaukų ir nagų augimas vyksta pastoviu tempu per visą žmogaus gyvenimą. Kepenys, oda ar kaulai pasižymi puikiu regeneraciniu gebėjimu, o regeneracijai reikalingas daugybės reguliuojančių molekulių dalyvavimas. įvairios kilmės. Kitaip tariant, šių organų homeostazė (pusiausvyra) yra sistemiškai prižiūrima, todėl jų gebėjimas atsinaujinti pažadinamas kiekvieną kartą, kai pažeidžiama pusiausvyra.

Širdies raumenų ląstelės atsinaujina, nors ir lėtai: nesunku apskaičiuoti, kad per žmogaus gyvenimą bent kartą visiškai atsinaujina širdies ląstelinė sudėtis. Be to, buvo rasta pelių linija, kurioje širdies priepuolio paveikta širdis beveik visiškai atsinaujina. Kokios yra smegenų regeneracinės terapijos perspektyvos?

Suaugusio žmogaus smegenyse atnaujinami neuronai. Smegenų uoslės svogūnėliuose ir hipokampo dantytajame žiede, esančiuose vidinis paviršius Laikinosios smegenų skilties, vyksta nuolatinis neuronų atsinaujinimas. Kamieninės ląstelės buvo išskirtos iš suaugusio žmogaus smegenų ir laboratorinėmis sąlygomis įrodyta, kad jos gali diferencijuotis į kitų organų ląsteles. Kaip jau minėta, suaugusių beždžionių priekinės, smilkininės ir parietalinės skilčių asociacinėse srityse susidaro nauji granuliuoti neuronai, kurių gyvenimo trukmė yra trumpa (apie dvi savaites). Primatai taip pat parodė neurogenezę didžiulėje srityje, apimančioje vidinį ir apatinį smegenų laikinosios skilties paviršius. Tačiau šie procesai yra riboto pobūdžio – kitaip jie konfliktuotų su evoliuciškai susiformavusiais smegenų mechanizmais.

Sunku įsivaizduoti, kaip žmogus ir jo jaunesni broliai egzistuotų gamtoje su greitu smegenų ląstelių atsinaujinimu. Būtų neįmanoma išsaugoti atmintyje sukauptos patirties, informacijos apie mus supantį pasaulį, reikiamų įgūdžių. Be to, mechanizmai, atsakingi už kombinatorinį manipuliavimą psichinėmis praeities, dabarties ar ateities objektų ir procesų reprezentacijomis, būtų neįmanomi - viskas, kas yra sąmonės, mąstymo, atminties, kalbos ir kt.

Tyrėjai sutinka, kad ribotas suaugusiųjų smegenų atsinaujinimas negali būti paaiškintas jokiu vieninteliu veiksniu, todėl jo negalima pašalinti vienu smūgiu. Šiandien žinomos kelios dešimtys skirtingų molekulių, kurios blokuoja (arba skatina) ilgų neuronų – aksonų – procesų atsinaujinimą. Nors jau padaryta tam tikra pažanga skatinant pažeistų aksonų augimą, tačiau pačių neuronų regeneracijos problema dar toli gražu nėra išspręsta. Tačiau šiais laikais, kai smegenų sudėtingumas nustoja gąsdinti tyrinėtojų, ši problema vis labiau atkreipia dėmesį. Tačiau neturime pamiršti to, kas buvo pasakyta ankstesnėje pastraipoje. Pažeistų smegenų atkūrimas nereikš visiško buvusios asmenybės atkūrimo: neuronų mirtis yra nepataisomas praeities patirties ir atminties praradimas.

Kas yra ŠMM

Smegenų regeneracijos mechanizmų sudėtingumas davė impulsą ieškoti tokių sisteminių efektų, kurie sukeltų molekulių judėjimą pačiuose neuronuose ir jų aplinkoje, perkeliant smegenis į naują būseną. Sinergetika – mokslas apie kolektyvines sąveikas – teigia, kad nauja būsena sistemoje gali būti sukurta maišant jos elementus. Kadangi dauguma gyvų organizmų molekulių turi krūvį, tokį sutrikimą smegenyse gali sukelti išorinės silpnos impulsinės srovės, savo savybėmis artėjančios prie pačių smegenų biosrovių. Mes bandėme šią idėją pritaikyti praktiškai.

Mums lemiamas veiksnys buvo mažų vaikų smegenų lėtosios bangos (0,5-6 hercų) bioaktyvumas. Kadangi kiekvienoje raidos stadijoje smegenų ypatybės yra savaime nuoseklios, iškėlėme hipotezę, kad būtent ši veikla palaiko vaiko smegenų gebėjimą atkurti funkciją. Ar lėtos bangos mikroelektrostimuliacija silpnomis srovėmis (MES) gali sukelti panašius mechanizmus suaugusiesiems?

Skirtumas tarp elektrinė varža ląstelinių elementų ir nervinio audinio tarpląstelinio skysčio yra milžiniškas – ląstelėse jis yra 10 3–10 4 kartus didesnis. Todėl MES metu molekuliniai poslinkiai dažniau įvyksta tarpląsteliniame skystyje ir ląstelės paviršiuje. Pokyčių scenarijus gali būti toks: tarpląsteliniame skystyje pradės stipriausiai vibruoti mažos molekulės, nuo jų atitrūks mažamolekuliniai reguliavimo faktoriai, kurie silpnai prisijungę prie ląstelės receptorių, pasikeis jonų srautai iš ląstelių ir į ląstelę. tt. Todėl MES gali nedelsiant sutrikdyti tarpląstelinę aplinką pažeidime, pakeisti patologinę homeostazę ir paskatinti perėjimą prie naujų funkcinių ryšių smegenų audinyje. Dėl to greitai pagerės klinikinis ligos vaizdas, sumažės neurodeficitas. Atkreipkite dėmesį, kad MES procedūra yra nekenksminga, neskausminga ir trumpa: pacientas tiesiog paguldomas ant tam tikrų galvos vietų su pora elektrodų, prijungtų prie srovės šaltinio.

Norėdami patikrinti savo prielaidų pagrįstumą, mes, bendradarbiaudami su kelių Sankt Peterburgo klinikų ir ligoninių specialistais, atrinkome pacientus, kuriems buvo šie centrinės nervų sistemos pažeidimai: ūminė insulto stadija, trišakio nervo neuralgija, opiumo nutraukimo sindromas ir cerebrinis paralyžius. . Šios ligos skiriasi savo kilme ir vystymosi mechanizmais, tačiau kiekvienu atveju ŠMM sukeldavo greitą ar tiesioginį terapinį poveikį (greitas ir greitas nėra tas pats: greitas poveikis pasireiškia iškart po sąlyčio arba labai greitai).

Tokie įspūdingi rezultatai leidžia manyti, kad MES įvairiais mechanizmais keičia smegenų tinklo struktūros funkcionavimą. Kalbant apie greitą ir nuo procedūros didėjantį MES poveikį ūminės insulto stadijos pacientams, be aukščiau aptartų mechanizmų, jie gali būti siejami su intoksikacijos slopintų neuronų atstatymu, su apoptozės prevencija. - užprogramuota neuronų mirtis paveiktoje zonoje, taip pat su regeneracijos aktyvavimu. Pastarąją prielaidą patvirtina tai, kad ŠMM pagreitina plaštakos funkcijos atsigavimą po to, kai joje chirurginiu būdu vėl sujungiami pažeistų periferinių nervų galai, taip pat tai, kad mūsų tyrimo pacientams buvo pastebėtas uždelstas gydomasis poveikis.

Esant opijaus abstinencijos sindromui, įgyvendinamas trečias iš mūsų svarstomų smegenų plastiškumo scenarijų. Tai psichikos sutrikimas, susijęs su pakartotiniu narkotikų vartojimu. Ant ankstyvosios stadijos pažeidimai dar nėra susiję su pastebimais struktūriniais smegenų pokyčiais, kaip cerebrinio paralyžiaus atveju, bet daugiausia dėl procesų, vykstančių mikrolygmenyje. MES poveikio greitis ir įvairumas sergant šiuo sindromu ir kitais psichikos sutrikimais patvirtina mūsų prielaidą, kad MES vienu metu veikia daug skirtingų molekulių.

Gydymas ŠMM buvo gautas m viso daugiau nei 300 pacientų, o pagrindinis ŠMM veikimo vertinimo kriterijus buvo gydomasis poveikis. Ateityje mums atrodo būtina ne tiek išsiaiškinti MES veikimo mechanizmą, kiek pasiekti maksimalų smegenų plastiškumą sergant kiekviena liga. Vienaip ar kitaip, matyt, būtų neteisinga MES veikimo paaiškinimą susiaurinti iki kai kurių atskirų molekulių ar ląstelių signalizacijos sistemų.

Svarbus mikroelektrostimuliacijos silpnomis srovėmis privalumas yra tas, kad, skirtingai nei šiuo metu populiarūs ląstelių ir genų pakaitinės terapijos metodai, ji suaktyvina endogeninius, savus smegenų plastiškumo mechanizmus. Pagrindinė pakaitinės terapijos problema yra net ne sukaupti reikiamą ląstelių masę transplantacijai ir įvesti jas į pažeistą organą, o užtikrinti, kad organas priimtų šias ląsteles, kad jos galėtų jame gyventi ir dirbti. Iki 97% ląstelių, persodintų į smegenis, miršta! Todėl tolesnis MES tyrimas skatinant smegenų regeneracijos procesus atrodo perspektyvus.

Išvada

Mes apsvarstėme tik keletą smegenų plastiškumo pavyzdžių, susijusių su žalos taisymu. Kitos jo apraiškos susijusios su smegenų vystymusi, tiksliau, su mechanizmais, atsakingais už atmintį, mokymąsi ir kitus procesus. Galbūt čia mūsų laukia nauji jaudinantys atradimai. (Tikėtinas jų pranašas yra neooneurogenezė suaugusių beždžionių priekinės, parietalinės ir smilkininės skilčių asociacinėse zonose.)

Tačiau smegenų plastiškumas turi ir minusų. Neigiamas jo poveikis lemia daugelį smegenų ligų (pavyzdžiui, augimo ir senėjimo ligas, psichikos sutrikimus). Daugelio smegenų vaizdavimo duomenų apžvalgos sutinka, kad šizofrenijos atveju priekinė žievė dažnai yra sumažinta. Tačiau žievės pokyčiai kitose smegenų srityse taip pat nėra neįprasti. Vadinasi, neuronų ir kontaktų tarp paveiktos zonos neuronų skaičius mažėja, taip pat jo jungčių su kitomis smegenų dalimis skaičius. Ar tai keičia į juos patenkančios informacijos apdorojimo pobūdį ir informacijos turinį „išvestyje“? Šizofrenija sergančių pacientų suvokimo, mąstymo, elgesio ir kalbos sutrikimai leidžia atsakyti į šį klausimą teigiamai.

Matome, kad mechanizmai, atsakingi už smegenų plastiškumą, vaidina svarbų vaidmenį jos funkcionavimui: žalos atlyginimui ir ligų vystymuisi, mokymosi ir atminties formavimosi procesuose ir kt. pagrindinės smegenų savybės.

Biologijos mokslų daktaras E. P. Charčenko,
M. N. Klimenko

Chemija ir gyvenimas, 2004, N6

Tais atvejais, kai „suyra“ koks nors smegenų mechanizmas, sutrinka vystymosi ir mokymosi procesas. „Sugedimas“ gali įvykti skirtingi lygiai: gali būti pažeistas informacijos įvedimas, priėmimas, apdorojimas ir kt. Pavyzdžiui, pažeidžiant vidinę ausį, susilpnėjus klausai, sumažėja garso informacijos srautas. Tai lemia, viena vertus, funkcinį, o vėliau struktūrinį klausos analizatoriaus centrinės (žievės) skyriaus nepakankamą išsivystymą, kita vertus, nepakankamai išvystytas jungtis tarp klausos žievės ir kalbos raumenų motorinės zonos, tarp klausos ir kiti analizatoriai. Tokiomis sąlygomis sutrinka foneminė klausa ir fonetinis kalbos formavimasis. Sutrinka ne tik kalba, bet ir vaiko intelektinis vystymasis. Dėl to jo mokymo ir ugdymo procesas tampa daug sunkesnis.

Taigi vienos iš funkcijų neišsivystymas ar pažeidimas lemia kitos ar net kelių funkcijų neišvystymą. Tačiau smegenys turi didelių kompensacinių galimybių. Jau pažymėjome, kad neribotos asociatyvinių ryšių galimybės nervų sistemoje, siauros smegenų žievės neuronų specializacijos nebuvimas, sudėtingų „neuronų ansamblių“ formavimasis sudaro didžiulių smegenų kompensacinių galimybių pagrindą. žievė.

Smegenų kompensacinių galimybių rezervai išties grandioziniai. Remiantis šiuolaikiniais skaičiavimais, žmogaus smegenys gali talpinti maždaug 1020 informacijos vienetų; tai reiškia, kad kiekvienas iš mūsų sugeba atsiminti visą informaciją, esančią milijoniniuose bibliotekos tomuose. Iš 15 milijardų smegenų ląstelių žmonės naudoja tik 4 proc. Apie galimas smegenų galimybes galima spręsti pagal nepaprastą talentingų žmonių funkcijos išsivystymą ir gebėjimą kompensuoti sutrikusią funkciją kitų funkcinių sistemų sąskaita. Įvairių laikų ir tautų istorijoje žinoma didelis skaičius fenomenalios atminties žmonės. Didysis vadas Aleksandras Makedonietis vardais žinojo visus savo karius, kurių jo kariuomenėje buvo kelios dešimtys tūkstančių. A. V. Suvorovas turėjo tą pačią veidų atmintį. Giuseppe Mezzofanti, vyriausiasis Vatikano bibliotekos saugotojas, pribloškė savo fenomenalia atmintimi. Jis laisvai kalbėjo 57 kalbomis. Mocartas turėjo unikalią muzikinę atmintį. Būdamas 14 metų katedroje Šv. Petras, jis girdėjo bažnytinę muziką. Šio darbo užrašai buvo popiežiaus teismo paslaptis ir buvo saugomi griežčiausiai. Jaunasis Mocartas šią paslaptį „pavogė“ labai paprastai: grįžęs namo iš atminties užsirašė partitūrą. Kai po daugelio metų Mocarto natas buvo galima palyginti su originalu, juose nebuvo nė vienos klaidos. Menininkai Levitanas ir Aivazovskiai turėjo išskirtinę regimąją atmintį.

Yra žinoma daug žmonių, kurie turi originalų gebėjimą įsiminti ir atkurti ilgą skaičių, žodžių ir kt.

Šie pavyzdžiai aiškiai parodo neribotas žmogaus smegenų galimybes. G. Selye knygoje „Nuo sapno iki atradimo“ pažymi, kad žmogaus smegenų žievėje yra tiek psichinės energijos, kiek fizinės energijos yra atomo branduolyje.

Didelės nervų sistemos rezervinės galimybės naudojamos asmenų, turinčių tam tikrų raidos sutrikimų, reabilitacijos procese. Specialios technikos pagalba defektologas gali kompensuoti sutrikusias funkcijas nepažeistų sąskaita. Taigi, esant įgimtam kurtumui ar klausos praradimui, vaikas gali būti mokomas regėjimo suvokimo žodinė kalba t.y. skaitymas iš lūpų. Taktilinė kalba gali būti naudojama kaip laikinas žodinės kalbos pakaitalas. Jei pažeidžiama kairioji smilkininė sritis, žmogus praranda gebėjimą suprasti jam skirtą kalbą. Šis gebėjimas gali būti palaipsniui atkurtas naudojant vizualinį, lytėjimo ir kitokio pobūdžio kalbos komponentų suvokimą.

Taigi defektologija savo darbo metodus grindžia pacientų, turinčių nervų sistemos pažeidimus, habilitacija ir reabilitacija, naudodamasi milžiniškomis smegenų rezervinėmis galimybėmis.

„Nervų ląstelės neatsistato“ - visi žino šią frazę. Tačiau ne visi žino, kad tai netiesa. Gamta suteikė smegenims visas galimybes pasitaisyti. Flemingo projektas pasakoja, kaip nervų ląstelės pakeisti jų paskirtį, kodėl žmogui reikalingas antrasis pusrutulis ir kaip artimiausiu metu bus gydomas insultas.

Kelias į pokyčius

Į klausimą "Ar įmanoma atkurti nervinį audinį?" gydytojai ir mokslininkai iš viso pasaulio ilgą laiką vienu balsu tvirtai atsakė „Ne“. Tačiau kai kurie entuziastai nenuleido vilties įrodyti priešingai. 1962 m. amerikiečių profesorius Josephas Altmanas atliko eksperimentą, skirtą žiurkės nervinio audinio atstatymui. 1980 metais sovietų fiziologas ir neuroendokrinologas Andrejus Polenovas varliagyviuose atrado smegenų skilvelių sienelėse esančias neuronų kamienines ląsteles, kurios pradeda dalytis, kai pažeidžiamas nervinis audinys. Dešimtajame dešimtmetyje profesorius Fredas Geidžas smegenų augliams gydyti naudojo bromdioksiuridiną, kuris kaupėsi besidalijančių audinių ląstelėse. Vėliau šio vaisto pėdsakai buvo aptikti visoje smegenų žievėje, o tai leido daryti išvadą, kad žmogaus smegenyse vyksta neurogenezė. Šiandien mokslas turi pakankamai duomenų, leidžiančių teigti, kad nervinių ląstelių funkcijų augimas ir atsinaujinimas yra įmanomas.

Nervų sistema skirta palaikyti ryšį tarp kūno ir išorinio pasaulio. Struktūros požiūriu nervinis audinys skirstomas į patį nervinį audinį ir neurogliją – ląstelių rinkinį, užtikrinantį nervų sistemos dalių izoliaciją, jų mitybą ir apsaugą. Neuroglija taip pat vaidina svarbų vaidmenį formuojant kraujo ir smegenų barjerą. Hematoencefalinis barjeras apsaugo nervų ląsteles nuo išorinių poveikių, ypač apsaugo nuo autoimuninių reakcijų, nukreiptų prieš savo ląsteles. Savo ruožtu patį nervinį audinį atstovauja neuronai, kuriuose vyksta dviejų tipų procesai: daugybė dendritų ir vienas aksonas. Artėjant šiems procesams susidaro sinapsės – vietos, kur signalas pereina iš vienos ląstelės į kitą, o signalas visada perduodamas iš vienos ląstelės aksono į kitos ląstelės dendritą. Nervinis audinys yra labai jautrus išorinės aplinkos poveikiui, pačiuose neuronuose aprūpinimas maistinėmis medžiagomis yra artimas nuliui, todėl, norint aprūpinti ląsteles energija, būtinas nuolatinis gliukozės ir deguonies tiekimas, priešingu atveju degeneracija ir mirtis. atsiranda neuronų.

Poūmis smegenų infarktas

Dar 1850 metais anglų gydytojas Augustas Walleris ištyrė degeneracinius pažeistų periferinių nervų procesus ir atrado galimybę atkurti nervo funkciją lyginant nervo galus. Walleris pastebėjo, kad pažeistas ląsteles pasiglemžia makrofagai, o aksonai iš vienos pažeisto nervo pusės pradeda augti link kito galo. Jei aksonai susiduria su kliūtimi, jų augimas sustoja ir susidaro neuroma – nervinių ląstelių auglys, sukeliantis nepakeliamą skausmą. Tačiau labai tiksliai palyginus nervo galus, galima visiškai atkurti jo funkciją, pavyzdžiui, traumuojant galūnių amputaciją. Dėl to dabar mikrochirurgai siuva nupjautas kojas ir rankas, kurios sėkmingo gydymo atveju visiškai atkuria jų funkciją.

Su mūsų smegenimis situacija yra sudėtingesnė. Jei periferiniuose nervuose impulsų perdavimas vyksta viena kryptimi, tai centriniuose nervų sistemos organuose neuronai sudaro nervų centrus, kurių kiekvienas yra atsakingas už specifinę, unikalią organizmo funkciją. Smegenyse ir nugaros smegenyse šie centrai yra tarpusavyje sujungti ir sujungti į kelius. Ši savybė leidžia žmogui atlikti sudėtingus veiksmus ir netgi sujungti juos į kompleksus, užtikrinti jų sinchroniškumą ir tikslumą.

Pagrindinis skirtumas tarp centrinės nervų sistemos ir periferinės yra glia užtikrinamas vidinės aplinkos stabilumas. Glia neleidžia prasiskverbti augimo faktoriams ir makrofagams, o jos išskiriamos medžiagos slopina (lėtina) ląstelių augimą. Taigi, aksonai negali augti laisvai, nes nervų ląstelės tiesiog neturi sąlygų augti ir dalytis, o tai net ir normaliai gali sukelti rimtų sutrikimų. Be to, neuroglijos ląstelės sudaro glialinį randą, kuris neleidžia dygti aksonams, kaip ir periferinių nervų atveju.

Pataikė

Insultas, ūminė stadija

Nervinio audinio pažeidimai atsiranda ne tik periferijoje. JAV Ligų kontrolės centrų duomenimis, daugiau nei 800 000 amerikiečių yra hospitalizuojami su insulto diagnoze, o vienas pacientas nuo šios ligos miršta kas 4 minutes. „Rosstat“ duomenimis, 2014 metais Rusijoje insultas buvo tiesioginė mirties priežastis daugiau nei 107 000 žmonių.

Insultas yra ūmus smegenų kraujotakos sutrikimas, atsirandantis dėl kraujavimo, vėliau suspaudžiant smegenų medžiagą ( hemoraginis insultas) arba blogas smegenų sričių aprūpinimas krauju, atsirandantis dėl kraujagyslių užsikimšimo ar susiaurėjimo ( smegenų infarktas, išeminis insultas). Nepriklausomai nuo insulto pobūdžio, jis sukelia įvairių jutimo ir motorinių funkcijų pažeidimą. Pagal tai, kokios funkcijos yra sutrikusios, gydytojas gali nustatyti insulto židinio lokalizaciją ir artimiausiu metu pradėti gydymą bei vėlesnį atsigavimą. Gydytojas, atsižvelgdamas į insulto pobūdį, skiria terapiją, kuri užtikrina kraujotakos normalizavimą ir taip sumažina ligos pasekmes, tačiau net ir tinkamai ir laiku gydant pasveiksta mažiau nei 1/3 pacientų.

Perkvalifikuoti neuronai

Smegenyse nervinio audinio atkūrimas gali vykti įvairiais būdais. Pirmasis yra naujų jungčių susidarymas smegenų srityje šalia traumos. Pirmiausia atkuriama sritis aplink tiesiogiai pažeistą audinį – ji vadinama diašizės zona. Nuolat įvedant išorinius signalus, kuriuos paprastai apdoroja pažeista vieta, kaimyninės ląstelės pradeda formuoti naujas sinapses ir perima pažeistos vietos funkcijas. Pavyzdžiui, atliekant eksperimentą su beždžionėmis, kai buvo pažeista motorinė žievė, jos vaidmenį perėmė premotorinė zona.

Pirmaisiais mėnesiais po insulto ypatingą vaidmenį atlieka ir antrojo pusrutulio buvimas žmoguje. Paaiškėjo, kad pradinėse stadijose po smegenų pažeidimo dalį pažeisto pusrutulio funkcijų perima priešinga pusė. Pavyzdžiui, kai bandote perkelti galūnę pažeistoje pusėje, suaktyvinamas tas pusrutulis, kuris paprastai nėra atsakingas už šią kūno pusę. Žievėje stebimas piramidinių ląstelių restruktūrizavimas – jos formuoja ryšius su motorinių neuronų aksonais iš pažeistos pusės. Šis procesas aktyvus ūminėje insulto fazėje, vėliau šis kompensavimo mechanizmas nutrūksta, nutrūksta kai kurios jungtys.

Taip pat suaugusiųjų smegenyse yra sričių, kuriose aktyvios kamieninės ląstelės. Tai yra vadinamasis. dantytasis hipokampo ir subventrikulinės zonos dantytasis žiedas. Suaugusiųjų kamieninių ląstelių aktyvumas, žinoma, nėra toks pat kaip embriono laikotarpiu, tačiau nepaisant to, ląstelės iš šių zonų migruoja į uoslės svogūnėlius ir ten tampa naujais neuronais arba neuroglijos ląstelėmis. Eksperimento su gyvūnais metu kai kurios ląstelės paliko savo įprastą migracijos kelią ir pasiekė pažeistą smegenų žievės sritį. Patikimų duomenų apie tokią žmonių migraciją nėra, nes šį procesą gali paslėpti kiti smegenų atsigavimo reiškiniai.

smegenų transplantacija

Insultas, ūminė fazė

Nesant natūralios ląstelių migracijos, neurofiziologai pasiūlė dirbtinai pakeisti pažeistas smegenų sritis embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis. Tokiu atveju ląstelės turi diferencijuotis į neuronus, o imuninė sistema nesugebės jų sunaikinti dėl kraujo ir smegenų barjero. Remiantis viena hipoteze, neuronai susilieja su kamieninėmis ląstelėmis, sudarydami dvibranduolius sinkarionus; „Senasis“ branduolys vėliau miršta, o naujasis toliau valdo ląstelę, pratęsdamas jos gyvenimą, toliau stumdamas ląstelių dalijimosi ribą.

Eksperimentinės operacijos, kurias atliko prancūzų neurochirurgės Anna-Catherine Baschou-Levy iš Henry Mondor ligoninės vadovaujama tarptautinė mokslininkų grupė, jau parodė šio metodo veiksmingumą gydant Huntingtono chorėją (genetinę ligą, sukeliančią degeneracinius pokyčius. smegenys). Deja, Huntingtono chorėjos atveju veikiantis transplantatas, įvestas pakeitimo tikslais, negali atsispirti neurodegeneracijos progresui apskritai, nes ligos priežastis yra paveldimas genetinis defektas. Nepaisant to, skrodimo medžiaga parodė, kad persodintos nervinės ląstelės išgyvena ilgą laiką ir nepatiria Hantingtono ligai būdingų pokyčių. Taigi, embrioninio nervinio audinio intracerebrinė transplantacija pacientams, sergantiems Hantingtono liga, pirminiais duomenimis, gali suteikti pagerėjimo ir ilgalaikio stabilizavimosi laikotarpį ligos eigoje. Teigiamas poveikis gali būti pasiektas tik kai kuriems pacientams, todėl būtina kruopščiai parinkti ir parengti transplantacijos kriterijus. Kaip ir onkologijoje, neurologai ir jų pacientai ateityje turės rinktis tarp laukiamo gydomojo poveikio laipsnio ir trukmės bei rizikos, susijusios su operacija, imunosupresantų vartojimu ir pan. Panašios operacijos atliekamos ir JAV, tačiau amerikiečių chirurgai naudoja išgrynintus ksenografus (paimtus iš skirtingų rūšių organizmų) ir vis dar susiduria su piktybinių navikų atsiradimo problema (30-40 proc. visų tokio pobūdžio operacijų).

Pasirodo, neurotransplantologijos ateitis nėra toli: nors esamus metodus nesuteikia visiško pasveikimo ir yra tik eksperimentinio pobūdžio, jie žymiai pagerina gyvenimo kokybę, tačiau tai dar tik ateitis.

Smegenys yra neįtikėtinai plastiška struktūra, kuri prisitaiko net prie tokių pažeidimų kaip insultas. Artimiausiu metu nustosime laukti, kol audinys atsistatys ir pradėsime jam padėti, todėl pacientų reabilitacija bus dar greitesnė.

Už pateiktas iliustracijas dėkojame portalui http://radiopaedia.org/

Susisiekus su

Šiuo metu smegenų pusrutulių sąveika suprantama kaip viena kitą papildanti, viena kitą kompensuojanti, įgyvendinant įvairias centrinės nervų sistemos funkcijas.

Nors kiekvienas pusrutulis atlieka daugybę jam būdingų funkcijų, reikia turėti omenyje, kad bet kurią smegenų funkciją, kurią atlieka kairysis pusrutulis, gali atlikti dešinysis pusrutulis. Tai apie tik apie tai, kaip sėkmingai, greitai, patikimai ir visapusiškai ši funkcija atliekama.

Matyt, reikėtų kalbėti apie pusrutulio dominavimą atliekant tam tikrą užduotį, bet ne apie visišką funkcijų pasiskirstymą tarp jų.

Šis vaizdavimas tiksliausiai atspindi smegenų pusrutulių svarbą kompensaciniuose procesuose.

Žmogaus smegenų komisūrų išpjaustymas pagal klinikines indikacijas, gyvūnams eksperimentiniais tikslais parodė, kad tokiu atveju sutrinka integrali, integracinė smegenų veikla, apsunkinami laikino ryšio formavimosi procesai, taip pat. kaip funkcijų, kurios laikomos specifinėmis tik šiam pusrutuliui, atlikimas.

Išpjaustius smegenų komisūras, pavyzdžiui, regimąsias, pirmiausia sutrinka objektų atpažinimas, jei jie adresuojami tik į kairįjį pusrutulį. Tokiu atveju žmogus objekto neatpažįsta, tačiau verta duoti šį daiktą į ranką, nes įvyksta atpažinimas. Šiuo atveju funkcija kompensuojama kito analizatoriaus užuomina.

Jei objekto vaizdas skirtas tik dešiniajam pusrutuliui, pacientas objektą atpažįsta, bet negali jo įvardyti. Tačiau jis gali atlikti veiksmus, kurie paprastai atliekami naudojant šį elementą. Atskyrus smegenų pusrutulius, pasunkėja kompensaciniai procesai.

Smegenų tyrimai, kurių viename pusrutulyje buvo pašalintas 17 regėjimo žievės laukas, parodė, kad kito pusrutulio simetriškoje, išsaugotoje šio lauko srityje padidėjo neuronų foninis aktyvumas, padidėjo fone aktyvių neuronų procentas. Tuo pačiu metu padidėjo neuronų aktyvumo sinchronizacija, kuri pasireiškė sukeltų potencialų teigiamų ir neigiamų fazių amplitudės padidėjimu naudojant pavienius šviesos dirgiklius*

kad pašalinus vieno pusrutulio žievės 17 lauką, padaugėjo neuronų, reaguojančių į heterosensorinius dirgiklius, t.y. padaugėjo polisensorinių neuronų.

Neuronų foninio aktyvumo padidėjimas išsaugotoje simetrinėje regos žievės zonoje, padidėjęs jų aktyvumo sinchronizavimas gali būti siejamas su intrasistemine kompensacija. Polisensorinių, polimodalinių neuronų skaičiaus padidėjimas yra susijęs su tarpsistemų kompensavimu, nes tokiu atveju susidaro sąlygos naujiems ryšiams tarp skirtingų analizatoriaus struktūrų.

Iš esmės tas pats vaizdas stebimas ir pažeidus kitas vieno pusrutulio žievės projekcijos zonas.

Kompensacinio plano pertvarkymai vyksta kiek kitaip asociatyvioje parietalinėje žievėje, pašalinus vieną pusrutulį regos projekcijos zoną. Asociacinė žievė yra būtina tarpsisteminės kompensacijos organizavimo procesuose.

Pažeidus regos žievę, sukeltos veiklos amplitudė ir impulsinio aktyvumo dažnis padidėjo.

Tuo atveju, kai kondicionavimo dirgiklis buvo dirgikliai, taikomi pusrutulio, kuriame buvo pažeista projekcinė žievė, parietalinė asociacinė žievė, o aktyvumas buvo pašalintas iš priešingo pusrutulio parietalinės žievės simetrinio taško, paaiškėjo, kad pažeista pusrutulio parietalinė žievė. projekcinė žievė padidino sukeltų potencialų amplitudę kaip kondicionuojančius ir tikrinančius transkalozinius dirgiklius.

Vadinasi, žievės projekcijos zonų pažeidimas padidina funkcinį aktyvumą, susijusį su

ciatyvinė parietalinė smegenų zona, kurioje yra daug polisensorinių neuronų. Tokia asociacinės žievės reakcija yra vertinama kaip tarpsisteminis kompensacinių procesų reguliavimas sutrikus smegenų projekcinių zonų funkcijai ir gali būti panaudota klinikiniais tikslais.

Apie čia vykstančių procesų tarpsisteminį pobūdį liudija ir šie duomenys. Somatinė elektrokutaninė stimuliacija sukelia sukeltą atsaką sensomotorinėje žievėje ir priešingo pusrutulio S-1 srityje. Šio atsako amplitudė ir delsa šiek tiek keičiasi stimuliuojant prieš šviesą.

Tuo atveju, kai transkalozinis aktyvinimas tarnauja kaip kondicionuojantis dirgiklis, tada duodamas šviesos dirgiklis ir tik po to somatinio elektrokutaninio aktyvavimo, sukeltas atsakas į somatinį dirgiklį smarkiai padidėja amplitudė, sutrumpėja latentiniai jo atsiradimo periodai.

Todėl tarpsferinė sąveika, sustiprinta išankstiniu stimuliavimu per trans-callosal sistemą, palengvina tarpsisteminę, šiuo atveju, regos-sensorinę-motorinę sąveiką.

Atlikus tuos pačius eksperimentus sunaikinus pusrutulių jungtis tarp simetriškų pusrutulių sensomotorinės žievės taškų, paaiškėjo, kad tarp smegenų pusrutulių nėra palengvinančios sąveikos. Taip pat paaiškėjo, kad dėl pusrutulių atsiejimo sumažėjo sensomotorinės žievės aktyvumas, reaguojant į regos dirgiklius. Tai yra tiesioginis įrodymas, kad tarpsferinė sąveika prisideda prie tarpsisteminių funkcijų kompensavimo.

Taigi, vienašališkas smegenų žievės disfunkcija yra kartu su padidėjusia

simetriškos pažeistos zonos funkcinis aktyvumas. Pažymėtina, kad pažeidus žievės projekcijos sritis, padidėjęs funkcinis aktyvumas stebimas ir asociacinėse smegenų srityse, o tai išreiškiama polisensorinių neuronų skaičiaus padidėjimu, jų vidutinio dažnio padidėjimu. iškrovų, ir šių zonų aktyvavimo slenksčių sumažėjimas.

14.9. Kompensaciniai procesai nugaros smegenyse

Tais atvejais, kai informacijos srautas į nugaros smegenis, jo motorinius neuronus, yra ribojamas tinkliniu stuburo keliu iš tilto tinklinio branduolio arba pailgosios smegenyse esančios milžiniškos ląstelės branduolio, motorinių neuronų kūno, bendras ilgis. jų dendritų daugėja. Dendritinio medžio orientacija, kai informacijos srautas retikulospinaliniu keliu yra ribotas, kinta padidėjusių kontaktų su medialiniu retikulospinaliniu taku ir priekine komisūra kryptimi. Lygiagrečiai mažėja dendritų, orientuotų į šoninį retikulospinalinį taką, turintį vyraujančius ryšius su pailgųjų smegenėlių milžinišku ląstelės branduoliu.

Vadinasi, vyksta kompensacinis funkcinių mažėjančių ryšių restruktūrizavimas dėl dendritinio medžio, kuris informaciją gauna iš išsaugotos retikulospinalinės sistemos, padidėjimo.

Šunims amputavus vieną galūnę, padaugėja nugaros smegenų užpakalinio ir priekinio ragų neuronų kūnų ir branduolių, pastebima procesų hipertrofija, motoriniai neuronai tampa daugiabranduoliais ir daugiabranduoliais, t.y. plečiasi branduolio ir protoplazmos santykiai. Paskutinis liudijimas

Kalbama apie neuronų funkcijų hipertrofiją, kurią lydi kapiliarų, tinkamų priešingos pusės nugaros smegenų priekinių ir užpakalinių ragų neuronams, skersmens padidėjimas, palyginti su amputuota galūne. Aplink šios nugaros smegenų pusės neuronus padidėja glialinių elementų skaičius.

Išanalizavus eksperimentinių gyvūnų judesių atsigavimą po įvairių nugaros smegenų pjūvių perpjovimo, prieita prie išvados, kad motorinių koordinuotų veiksmų atsiradimas pagrįstas laikinų ryšių, kurie fiksuojami treniruočių ir mokymosi metu, susidarymu.

Nugaros smegenų pažeidimo sutrikusių funkcijų kompensavimas realizuojamas dėl smegenų polisensorinės funkcijos, kuri užtikrina vieno analizatoriaus pakeičiamumą su kitu, pavyzdžiui, gilaus regėjimo jautrumo ir kt. Kai kurias nugaros smegenų funkcijas reguliuojant vidaus organų darbą gerai kompensuoja autonominė nervų sistema. Taigi, net esant dideliems nugaros smegenų pažeidimams, organų veiklos reguliavimas atkuriamas. pilvo ertmė, dubens organai (tarpsisteminė kompensacija).

Taigi, prasidėjus stuburo smegenų patologijai ir pašalinus stuburo šoką, prasideda neuronų egzaltacijos fazė, kurią lydi raumenų tonuso padidėjimas, giluminių refleksų padidėjimas, stuburo automatizavimo atstatymas, įvairių tipų jautrumo hiperestezija. Vėliau įvyksta koordinacinių santykių tarp simetriškų nugaros smegenų segmentų struktūrų pertvarka. Kartu sustiprėja sinergetinės reakcijos, didėja simetrinių raumenų aktyvumas, stebimas antagonistinių raumenų iškrypimas.

santykiai. Ateityje su mokymusi siejami mechanizmai, t.y. naudojami tarpsisteminiai kompensavimo mechanizmai.

14.10. kompensaciniai procesai,

laikinojo ryšio išsaugojimo užtikrinimas

Pažeidus įvairias centrinės nervų sistemos struktūras, atsiranda elgesio sutrikimų, kurie palaipsniui atsistato. Šis atsigavimas gal ir nebaigtas, bet gana efektyvus ir nuolat treniruojantis pasiekia tokį aukštą lygį, kad nukrypimai neaptinkami be specialių provokuojančių metodų.

Matyt, aukštesniųjų kompensacinių procesų centre nervinė veikla melas, aprašytas M. N. Livanovas yra reiškinys, kuris slypi tame, kad treniruočių metu padidėja daugelio smegenų struktūrų būsenų panašumas.

Taigi, formuojantis beždžionėms maisto tiekimo sąlyginiam refleksui, veikia: prieš ir postcentralinis, klausos, regos, asociatyvinis parietalinis, apatinės temporalinės žievės, dantytosios fascijos, smegenėlių, uodegos branduolio, apvalkalo, blyškaus kamuoliuko, pagalvės, tinklinio formavimo pokyčiai.

Šiose struktūrose maisto sąlygojamo reflekso vystymosi dinamikoje galima užregistruoti laipsnišką specifinio sužadinto potencialo formavimąsi, kai jame yra vėlyvoji teigiama banga. Esant sustiprintam refleksui, ši teigiama banga registruojama tik tose struktūrose, kurios yra tiesiogiai suinteresuotos reflekso realizavimu. Tačiau tais atvejais, kai iškildavo sunkumų funkcionuojant signalo suvokimo zonai ar jos įgyvendinimo zonai, vėl pasirodydavo pavėluota teigiama banga.

išmatos keliais laidais. Vadinasi, kompensaciją skyrė visa sistema, kuri dalyvavo mokymuose.

Taigi atminties pėdsakai fiksuojami ne tik struktūrose, kurios domina atsako į signalą suvokimu ir įgyvendinimu, bet ir kitose struktūrose, kurios dalyvauja formuojant laikinąjį ryšį. Patologijos atveju šios struktūros gali pakeisti viena kitą ir užtikrinti normalų sąlyginio reflekso įgyvendinimą.

Tačiau kompensuojant laiko ryšio funkcijų pažeidimus slypi ir kiti mechanizmai. Taigi, žinoma, kad tas pats žievės neuronas gali dalyvauti įgyvendinant sąlyginį refleksą su skirtingo tipo pastiprinimu, t.y. neurono polifunkcionalumas leidžia kompensuoti disfunkcijas, atsirandančias naudojant kitus nervų sistemos kelius.

Galiausiai, kompensacija už sąlyginių refleksinių procesų pažeidimus gali būti suteikta sukuriant naujus tarpcentrinius ryšius tarp žievės struktūrų, žievės ir subkortikinių formacijų. Nauji tarpcentriniai ryšiai atsiranda ir esant įvairių limbinės sistemos darinių pažeidimams. Taigi, vienalaikis, vieno pusrutulio formos hipokampo nugaros ir ventralinės srities, vidurinės pertvaros srities branduolių, migdolinio kūno bazolateralinės dalies, pagumburio užpakalinės ir šoninės dalių branduolių pažeidimas sukelia tik trumpalaikį, aukštyn. iki dviejų savaičių, konkrečiai, vienai iš šių struktūrų, sąlyginio reflekso veiklos pažeidimas.

Tais atvejais, kai dėl limbinės struktūros pažeidimo smegenų pusrutulių žievė buvo funkciškai išjungta.

smegenyse, sąlyginio refleksinio aktyvumo pažeidimai išliko ilgą laiką. Vadinasi, dalyvaujant smegenų žievei, įgyvendinami optimaliausi sąlyginių refleksinių procesų kompensaciniai mechanizmai.

Aukštesnės nervinės veiklos sutrikimų dėl tarppusrutulinių ryšių kompensacija sėkmingiausiai pasireiškia esant tam tikrų smegenų žievės sričių pažeidimams išsivysčius sąlyginiam refleksui.

Eksperimentinis tokio kompensavimo patikrinimas gali būti parodytas šiais eksperimentais. Katė išsiugdo sąlyginį gynybinį refleksą, pataikydama į taikinį letena. Sąlyginis signalas yra šviesos stimuliacija, besąlyginis sutvirtinimas yra elektrokutaninė stimuliacija. Letenos smūgis į taikinį sustabdo skausmo dirginimą arba užkerta kelią jo atsiradimui. Sustiprėjus tokiam refleksui, pašalinama vieno pusrutulio sensomotorinė žievė arba tokiu pat būdu pašalinama viename pusrutulyje, bet tik regimoji žievė.

Sensomotorinės žievės pažeidimas, kaip taisyklė, sukelia motorinio atsako į signalą neišsamumą, reakcijos netikslumą ir nekoordinuotų judesių atsiradimą reaguojant į signalo dirgiklį.

Dėl regos žievės pažeidimo katė sureaguoja į signalą, tačiau bandydama pataikyti į taikinį nepataiko. Tokie sutrikimai po sensomotorinės ar regos žievės pažeidimo registruojami ne ilgiau kaip dvi savaites. Pasibaigus šiam laikotarpiui, sąlyginis gyvūnų refleksinis aktyvumas beveik visiškai atsistato.

Siekiant įsitikinti, kad ši kompensacija atsiranda dėl tarppusferinių mechanizmų, atkūrus sąlyginį refleksinį aktyvumą

gyvūnams išpjauna rago korpusą, taip atskiriant žievės tarppusrutulio ryšius.

Išpjaustant korpusą atkuriami sąlyginio refleksinio elgesio sutrikimai – būtent tokie, kurie atsiranda pradinėse stadijose pašalinus žievę viename iš pusrutulių.

Tokie eksperimentai rodo tiesioginę žievės funkcijos trūkumo kompensavimo priklausomybę nuo tarpsferinių jungčių. Šios jungtys susidaro nauja sistema tarp nepažeisto pusrutulio ir išsibarsčiusių žievės elementų, pažeisto pusrutulio polisensorinių neuronų, kas leidžia kompensuoti sutrikusią funkciją.

Be pažymėto kompensavimo būdo per pusrutulinius žievės ryšius, smegenys taip pat turi kitų galimybių kompensuoti sąlyginį refleksinį elgesį. Taigi, jei sunku atlikti judesį viena galūne, norimą reakciją gali atlikti kita.

Vadinasi, sąlyginio refleksinio aktyvumo kompensaciniai mechanizmai leidžia įvairiai organizuoti elgesio reakciją. Tai ypač lengva, kai kenčia žievės išvesties struktūra, kuri iš pradžių buvo išmokyta atlikti šią funkciją.

Tokį kompensavimo būdą pirmiausia numato veiklos pertvarkymai kito pusrutulio žievės taške, kuris yra simetriškas žalos atžvilgiu. Paprastai žievės stimuliavimas sukelia vietinį neuronų aktyvavimą simetrinėje srityje. Aplink šią zoną susidaro, kaip taisyklė, dvigubai didesnė stabdymo aplinka. Pažeidus žievės atkarpą jai simetriškame taške, padidėja fono aktyvių neuronų skaičius, polisensorinių neuronų skaičius, didėja vidutinis dažnis.

neuronų iškrovos. Tokia žievės reakcija rodo, kad ji turi dideles galimybes dalyvauti kompensavimo procesuose.

Smegenų asociacinės sistemos struktūros vaidina svarbų vaidmenį kompensuojant aukštesnės nervų veiklos procesus.

Tokioms sistemoms priskiriami asociatyvūs retikuliniai smegenų kamieno dariniai, asociatyviniai talamo branduoliai, asociatyvūs smegenų žievės laukai ir smegenų žievės projekcinių zonų asociacinės struktūros. Žmonėms asociacinės smegenų sritys yra dominuojančios dydžio.

Tyrimai su gyvūnais parodė, kad užpakalinės hipofizės ar visos hipofizės sunaikinimas sutrikdė sąlyginio reflekso veiklą. Šis pažeidimas buvo pašalintas įvedus hipofizės ekstraktus arba vazopresiną, intermediną, AKTH. Sistemingas vazopresino vartojimas visiškai atkūrė sąlyginį refleksinį aktyvumą. Nepažeistiems gyvūnams vazopresinas pagreitino laikinojo ryšio susidarymą. Gyvūnams, kuriems yra neostriatumo depresija, dėl kurios sutrinka anksčiau fiksuotų sąlyginių sąlyginių refleksų gamyba ir dauginimasis, vazopresino skyrimas taip pat atkuria normalų sąlyginio reflekso aktyvumą.

Taip pat paaiškėjo, kad vazopresinas optimizuoja sąlyginį refleksinį seksualinį elgesį. Pavyzdžiui, sąlyginis refleksinis žiurkės patino bėgimas pas patelę labirintu po vazopresino įvedimo išsivystė daug greičiau nei įprastomis sąlygomis.

Vazopresino priežastys skirtingi efektai priklausomai nuo vartojimo būdo. Poodinė injekcija normalizuoja vandens-druskos apykaitą, nedarant įtakos sąlyginiam refleksiniam aktyvumui. Įvadas to paties

Vaistas tiesiai į smegenų skilvelius pašalina mokymosi ir atminties sutrikimus ir neturi įtakos vandens-druskos apykaitos procesams.

Lygiai taip pat oksitocinas, vartojamas po oda, slopina sąlyginį refleksinį aktyvumą, o jo patekimas į smegenų skilvelius gerina ilgalaikę atmintį ir palengvina refleksų susidarymą.

Vazopresinas pablogina trumpalaikę atmintį ir gerina ilgalaikę atmintį. Šios medžiagos įvedimas prieš mokymosi pradžią apsunkina įsiminimą arba netgi daro mokymąsi neįmanomą. To paties vaisto injekcija išmokus palengvina atminties pėdsakų atkūrimą.

Šiuo metu sklando mintis, kad vazopresinas dalyvauja įsiminimo ir dauginimosi procesų reguliavime, o oksitocinas – pamiršimo procesuose. Vartojant vazopresiną, kaip jau minėta, gerėja atminties ir sąlyginio reflekso aktyvumo procesai, tačiau aktyvus sąlyginis refleksinis aktyvumas didina ir vazopresino koncentraciją kraujyje smegenyse.

Vadinasi, kuo aktyviau smegenys dalyvauja sąlyginio reflekso procese, tuo daugiau jose yra vazopresino ir sėkmingiau vyksta naujų laikinų ryšių palaikymo procesai. Tai ypač svarbu destruktyvių procesų centrinėje nervų sistemoje metu, nes šiuo metu galima suformuoti naujus laikinus ryšius, kurie kompensuoja besivystančią patologiją.

Pradėjus vartoti vazopresiną, sumažėja gyvūnų priklausomybė nuo vaistų, suleidus antikūnus prieš vazopresiną didėja vaistų vartojimas.

Žmonėms vazopresino vartojimas į nosį pagerina dėmesį, atmintį, protinę veiklą, Skirtingos rūšys intelektinė veikla.

14.11. Hemodinaminė mechanizmai

sutrikusių konstrukcijų funkcijų kompensavimas

nervų sistema

Penktadalis širdies išstumto kraujo praeina per smegenis, o smegenys sunaudoja penktadalį deguonies, patenkančio į organizmą ramybėje. Šiuo atžvilgiu bet kokie smegenų kraujotakos pokyčiai turi įtakos smegenų veiklai.

Sensorinis smegenų aktyvinimas keičia atskirų jų struktūrų kraujotakos pobūdį, motorinis aktyvumas, be nespecifinės smegenų kraujagyslių reakcijos, sukelia kraujotakos persitvarkymus motorinėse smegenų srityse. Psichinės veiklos dinamikoje: vystymosi laikotarpiu, optimalaus veikimo laikotarpiu, esant nuovargiui, monotonijai, esant dabartinei nuovargio korekcijai, po gimdymo reabilitacijos sąlygomis žymiai pasikeičia smegenų aprūpinimas krauju, optimizuojant kraujotaka labiausiai apkrautose smegenų struktūrose.

Kraujagyslių kraujotakos koreliacija smegenyse, esant įvairioms jų struktūrų apkrovoms, atliekama pialinių kraujagyslių lygyje. Būtent pialinės kraujagyslės sudaro įkaito cirkuliacijos tinklą, užtikrinantį kraujo tekėjimo į atskiras smegenų struktūras patikimumą.

Pialinės arteriolės, būdamos kraujagyslių lovos „čiaupais“, užtikrina reikiamą kraujo tekėjimą šiam smegenų dariniui. Pialinių arteriolių reguliavimas daugiausia atliekamas biologiškai Atsiliepimas iš struktūros, kurią teikia šio pialinio indo telkinio kraujas.

Šie pialinės kraujotakos pokyčiai nepriklauso nuo sisteminio arterinio slėgio reikšmės, t.y. jie yra susiję tik su atitinkamos smegenų srities funkcinio aktyvumo padidėjimu. Unila-

Šoninis vaizdinio ar garsinio signalo perdavimas padidina kraujagyslių kraujotaką pusrutulyje priešingai nei stimuliacija.

Kraujagyslių kraujotakos kompensacinių procesų analizė asociacinėse ir projekcinėse žievės srityse patogiausia studijuojama, kai pakinta jų simetriškų smegenų sričių funkcionavimas. Yra žinoma, kad vienos iš simetriškų smegenų sričių destrukcijos ar išemijos atveju kita dalis dalyvauja kompensuojant dėl ​​atsiradusios patologijos atsiradusį trūkumą.

Eksperimentai su gyvūnais, kurių kairiojo pusrutulio parietalinė arba somatosensorinė žievė buvo funkciškai išjungta anestezijos metu ir tuo pačiu metu kontroliavo kraujagyslės dugną virš simetriškų smegenų sričių, parodė:

Simetriškose srityse reakcija į funkcinį vieno pusrutulio veiklos sustabdymą (hemodinamikos pokyčius) vyksta dviem etapais. Pirmoje fazėje, kuri trunka iki 15 minučių, sumažėja kraujotaka. Tada ateina antra fazė, kurios metu kraujotaka atsistato ir palaipsniui didėja, lyginant su norma. Be to, kraujotaka padidėja ne tik somatosensorinėje žievėje, kuri yra simetriška išskyrimui, bet ir priešingo pusrutulio parietalinėje žievėje.

Iš esmės toks pat padidėjusio kraujo tekėjimo modelis stebimas atliekant tyrimus su pabudusiais gyvūnais. Vienintelis skirtumas yra tas, kad funkciškai išjungus vieno pusrutulio žievės sritį, hemodinamikos pokyčiai pirmoje fazėje - kraujotakos sumažėjimas - truko trumpiau ir truko ne ilgiau kaip 10 minučių, tada atsistato kraujotaka. prasidėjo ir jos padidėjimas lyginant su norma.

Somatosensorinės žievės, simetrinio taško, palyginti su išjungimo tašku, hemodinamika, palyginti su parietalinės žievės hemodinamika, kito dinamiškiau, greičiau atsistatė kraujagyslių dugnas, ilgiau tęsėsi hiperaktyvumas. trumpam laikui. Hemodinaminių pokyčių inertiškumas asociacinėse srityse, ilgalaikis pokyčių jose išsaugojimas rodo, kad šios sritys atlieka lemiamą vaidmenį kompensuojant centrinės nervų sistemos struktūrose sutrikusias funkcijas.

14.12. bioreverse ryšys kompensuojant nervų sistemos funkcijų sutrikimus

Natūralių organizmo atsargų aktyvinimas naudojant biogrįžtamąjį ryšį yra įprastas mechanizmas, kompensuojantis centrinės nervų sistemos funkcijų pažeidimus.

Grįžtamasis ryšys biofeedback – tai mokymosi forma, leidžianti įgyvendinti nevalingas funkcijas, pagrįstas savo veiklos rezultatų stebėjimu.

Biologinio grįžtamojo ryšio panaudojimo pavyzdį pateikia N. Miller (1977). Jis kalba apie krepšininką, kuris perstato judesius pagal pasisekimą ar nesėkmę pataikyti kamuolį į krepšį. Atsiliepimai yra vizualiai stebimas rezultatas. Esant sėkmingam rezultatui, automatiškai įsimenama laikysena, raumenų įtampa, stūmimo jėga ir kt., kurie vėliau nesąmoningai panaudojami antrojo metimo metu.

Biologinis grįžtamasis ryšys dažnai naudojamas psichologijoje tam tikrai psichinei būsenai reguliuoti, remiantis alfa ritmo raiškos lygio smegenų žievės veikloje registravimu ir pateikimu tiriamiesiems.

Klinikoje biofeedback naudojamas smegenų veiklai, raumenims, temperatūrai, širdies ritmui, kvėpavimo dažniui ir gyliui, kraujospūdžiui kontroliuoti, bronchinei astmai, hipertenzijai, nemigai, mikčiojimui, nerimui po galvos smegenų insulto, epilepsijai gydyti ir kt.

Biofeedback kompensacija – tai žmogaus mokymas naujoje veikloje, kuri nėra savo noru kontroliuojama.

Pagrindinė kompensacijos, pagrįstos biologiniu grįžtamuoju ryšiu, generavimo schema, naudojant epilepsijos pavyzdį, yra tokia.

Kaip žinote, epilepsiją lydi specifinis elektroencefalogramos pobūdis su ypatingais požymiais didelės amplitudės neigiamo virpesio pavidalu, po kurio iškart atsiranda mažos amplitudės lėta banga - „piko banga“.

Pacientas yra įsikūręs patogi kėdė EEG registracijai. Jam uždedami elektrodai, o iš tam tikrų smegenų sričių nukreipta veikla pacientui parodoma monitoriuje. Aiškinama, kad šiai ligai būdingas aktyvumas, pasireiškiantis „piko bangos“ forma EEG, kad dauguma šių svyravimų lieka už matomo ekrano ribų, tačiau tai fiksuojama kompiuteriu ir jos buvimą liudija žalios juostelės atsiradimas monitoriaus ekrane: kuo labiau išreikštas didžiausios bangos aktyvumas, tuo platesnė yra žalia juosta. Paciento užduotis – surasti tokią būseną, kurioje žalia juostelė turėtų minimalią platumą, t.y. smailės bangos aktyvumas yra sumažintas iki minimumo arba jis visai nevyksta.

Treniruojant pacientus, kurie anksčiau neturėjo auros, atsirado, t.y. buvo sukurta su

gebėjimas pajusti priepuolio pradininkus, buvo stebimas lėtesnis priepuolio priepuolis, prasidėjus priepuoliui sutrumpėjo sąmonės netekimo fazė, po atakos amnezija dažnai nesivysto. Kai kuriems pacientams didelius konvulsinius priepuolius keitė nedideli, vietiniai, abortiniai. Kai kuriais atvejais traukulių priepuoliai nutrūko arba sumažėjo nuo dviejų savaičių iki metų.

Treniruotės metu pacientas, atsiradus aurai, naudojo priepuolių prevencijos būdus, kaip ir treniruotės metu, sumažindamas paroksizminių piko bangų iškrovų skaičių.

EEG, išmokus slopinti didžiausios bangos aktyvumą naudojant biofeedback, sumažėjo paroksizminio aktyvumo pasireiškimas.

Taigi gydymo dinamikoje naudojant biogrįžtamąjį ryšį susiformavo nauja smegenų funkcinė būsena, neleidžianti vystytis paroksizminiam aktyvumui. Ši funkcinė būsena įrašoma į ilgalaikę atmintį.

Gana sėkmingai biologinis grįžtamasis ryšys gali būti naudojamas motorinių funkcijų pažeidimams kompensuoti, diskinezija skirtinga etiologija.

Diskinezijai gali būti būdingas perteklius arba trūkumas.

Pernelyg didelė diskinezija sukelia aplinkinių dėmesį, o tai pažeidžia paciento psichiką, sukelia neigiamas emocines reakcijas ir padidina diskineziją – teigiamą biogrįžtamąjį ryšį, šiuo atveju lemiantį paciento būklės pablogėjimą.

Diskinezijų gydymas vaistais daro pacientą priklausomą nuo farmakologinio poveikio. Chirurginis

kuris stereotaksinis gydymas turi neigiamą ilgalaikį poveikį.

Iš hiperkinezijų formos diskinezijų sėkmingiausias biofeedback panaudojimas kompensavimo tikslais sergant parkinsonizmu ir rašymo spazmu.

Parkinsonizmas atsiranda dėl pallido-nigro-retikulinių struktūrų disfunkcijos, dėl kurios pažeidžiami ekstrapiramidinės sistemos subkortikinės ir žievės struktūrų savireguliacijos ir grįžtamojo ryšio mechanizmai. Kartu parkinsonizmo simptomai yra pavaldūs kasdieniam ritmui ir yra įtakojami paciento emocinės būsenos, todėl priklauso nuo smegenų funkcinės būklės, t.y. galima valdyti.

Rašymo spazmas atsiranda tam tikros profesijos žmonėms ir sukelia profesinės veiklos pažeidimą, o tai, savo ruožtu, emocines neigiamas reakcijas. Pastarasis negali turėti įtakos ligos stiprėjimui.

7 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 42 | | | | | | | | |