Kā nervu sistēma var atjaunoties un mainīties pēc insulta un citām smagām slimībām. Ugrjumovs M

Vēl nesen zinātnieki nevarēja redzēt smadzenes un izmērīt to sastāvdaļas. Galvaskausā glīti iesaiņoto smadzeņu raksturs bija paslēpts. Zinātnieki, kuriem nav bijusi iespēja novērot smadzeņu darbību, daudzus gadsimtus ir mēģinājuši radīt modeļus un teorijas, kas izskaidro to milzīgo potenciālu.

veca koncepcija

Smadzenes ir pielīdzinātas kumodei ar daudziem nodalījumiem, dokumentu skapim ar atveramām un aizveramām mapēm un superdatoram, kas nepārtraukti veic darbības ar savām elektriskajām ķēdēm. Visas šīs analoģijas ir saistītas ar neorganiskiem, mehāniskiem objektiem. Tie ir nedzīvi – un neaug un nemainās.

Lielākā daļa zinātnieku smadzenes uzskatīja par šādu objektu, izņemot bērnību, kas tika uzskatīta par vienīgo periodu cilvēka dzīvē, kad smadzenes spēj attīstīties un pielāgoties. Bērns uztver signālus, kas nāk no iekšējās un ārējā vide; kamēr viņa smadzenes labāk vai sliktāk pielāgojas tam.

Gadījumā, ko Antonio Battro stāstīja savā grāmatā Half a Brain Is Enough: The Story of Nico, ārsti zēnam izņēma labo garozu, lai ārstētu viņa epilepsiju. Neskatoties uz to, ka Niko zaudēja svarīgu smadzeņu audu daļu, viņš attīstījās ar nelielu vai bez traucējumiem.

Viņš attīstīja ne tikai funkcijas, kas saistītas ar kreiso smadzeņu puslodi, bet arī muzikālās un matemātiskās spējas, par kurām parasti atbild labā smadzeņu puslode. Battro sacīja, ka vienīgais izskaidrojums tam, kā zēna smadzenes spēja kompensēt trūkstošās funkcijas pēc tam, kad tika izņemta puse smadzeņu audu, ir tas, ka smadzenes turpina attīstīties pieaugušā vecumā.

Iepriekš tika uzskatīts, ka tik dziļš iespējama kompensācija par smadzeņu darbības traucējumiem vai traumām(lai gan tas notiek ārkārtīgi reti) tikai tad, kad bērns vēl aug un sasniedzot pubertātes vecumu, smadzenes paliek nemainīgas un nekāda ārēja ietekme to nevar ietekmēt. Vairs nekādas attīstības, nekādas pielāgošanās. Ja smadzenes tiek bojātas šajā posmā, pēdējā ir praktiski nelabojama.

Šeit ir piemērs no psiholoģijas jomas: ja bērnu audzina vienaldzīgi pieaugušie, kas nesaprot viņa vajadzības, veidojas viņa smadzenes, kas ģenerē uzvedības modeli, kas atspoguļo bezcerības sajūtu.

Saskaņā ar veco smadzeņu attīstības koncepciju vienīgā iespēja glābt šādu bērnu ir rūpīga iejaukšanās viņa smadzeņu veidošanās procesā agrīnā stadijā. Bez tā bērna emocionālais liktenis ir noslēgts. Citas fiziskas un emocionālas traumas var ietekmēt arī jaunas smadzenes.

Saskaņā ar "smadzenes kā aparatūras" metaforu tika uzskatīts, ka smadzenēm bija lemts sabrukt. To sitienu pārvarēšanas rezultātā, kas krīt uz smadzenēm iekšā Ikdiena, tā sastāvdaļas pakāpeniski sabojājas. Vai arī var rasties liela katastrofa, kad lielas smadzeņu sastāvdaļas tiek izslēgtas negadījuma, infekcijas vai insulta dēļ. Saskaņā ar šo uzskatu centrālās nervu sistēmas šūnas ir kā antīka porcelāna servīzes fragmenti; ja salauzīsi vienu priekšmetu, tev nekas cits neatliks kā aizslaucīt lauskas un apmierināties ar to, kas palicis pāri.

Neviens neticēja, ka smadzeņu šūnas var atjaunoties vai veidot jaunus savienojumus savā starpā. Šis neapmierinošais neiroloģiskais "fakts" bija nopietnas sekas cilvēkiem, kuri ir cietuši vai slimojuši ar slimībām, kas ietekmē smadzenes.

Vēl pirms aptuveni piecpadsmit gadiem rehabilitācijas centros bija ierasta prakse aktīvi ārstēt pacientus pirmajās nedēļās vai mēnešos pēc traumas, taču, kad smadzeņu pietūkums mazinājās un uzlabošanās process beidzās, tika uzskatīts, ka nekas vairāk nevar būt. darīts. Pēc tam rehabilitācija tika samazināta līdz iespēju atrašanai, kā kompensēt radušos pārkāpumus.

Ja jūs sabojājat savu redzes garozu (smadzeņu zonu, kas saistīta ar redzi), jums būs kortikālais aklums.

Ja jūsu kreisā roka pārstāja darboties, jums bija jāsamierinās ar domu, ka tā uz visiem laikiem paliks neaktīva. Rehabilitācijas speciālisti iemācīs pārvietoties, neko neredzot, vai ienest pārtikas preces mājā tikai ar labo roku.

Un, ja jums bija grūta bērnība, tai vajadzēja atstāt neizdzēšamu zīmi jūsu spējā izveidot un uzturēt sakarus ar citiem cilvēkiem.

Jauna koncepcija

Par laimi, šo smadzeņu attīstības koncepciju var nodot medicīnas vēstures arhīvā kopā ar citām novecojušām idejām, piemēram, asins nolaišanu vai melno žulti (šķidrums, kas, pēc Hipokrāta domām, izraisa vēzi un citas slimības). Smadzeņu šūnām ir nepieciešama aizsardzība, tāpēc es neiesaku pakļaut smadzenes fiziskai vardarbībai.

Tomēr smadzenes nepavisam nav nemainīgs trausls objekts, par kādu mēs to domājām. Ir noteikti smadzeņu maiņas noteikumi, ko var izmantot problēmu risināšanai, neironu ceļu atjaunošanai C.A.R.E. un attiecību stiprināšana ar citiem.

plastiskuma līmeņi

Šī gadsimta sākumā smadzeņu pētnieki atteicās no tradicionālajiem priekšstatiem par pieaugušo smadzeņu strukturālo stabilitāti un neiespējamību tajās veidot jaunus neironus. Kļuva skaidrs, ka arī pieaugušo smadzeņu plastiskums ierobežotā mērā izmanto neiroģenēzes procesus.

Runājot par smadzeņu plastiskumu, visbiežāk tiek domāta to spēja mainīties mācīšanās vai bojājumu ietekmē. Par plastiskumu atbildīgie mehānismi ir dažādi, un tā vispilnīgākā izpausme smadzeņu bojājumos ir reģenerācija. Smadzenes ir ārkārtīgi sarežģīts neironu tīkls, kas savā starpā sazinās caur īpašiem veidojumiem – sinapsēm. Tāpēc mēs varam atšķirt divus plastiskuma līmeņus: makro un mikro līmeņus. Makro līmenis ir saistīts ar izmaiņām smadzeņu tīkla struktūrā, kas nodrošina saziņu starp puslodēm un starp dažādām jomām katrā puslodē. Mikrolīmenī molekulārās izmaiņas notiek pašos neironos un sinapsēs. Abos līmeņos smadzeņu plastiskums var izpausties gan ātri, gan lēni. Šajā rakstā mēs galvenokārt pievērsīsimies plastiskumam makro līmenī un smadzeņu reģenerācijas pētījumu perspektīvām.

Ir trīs vienkārši smadzeņu plastiskuma scenāriji. Pirmajā gadījumā tiek bojātas pašas smadzenes: piemēram, insults motorajā garozā, kā rezultātā stumbra un ekstremitāšu muskuļi zaudē kontroli no garozas un kļūst paralizēti. Otrais scenārijs ir pretējs pirmajam: smadzenes ir neskartas, bet ir bojāts kāds orgāns vai nervu sistēmas daļa perifērijā: tiek amputēts maņu orgāns - auss vai acs, muguras smadzenes, ekstremitāte. Un tā kā tajā pašā laikā informācija pārstāj ieplūst attiecīgajās smadzeņu daļās, šīs daļas kļūst par “bezdarbniekiem”, tās nav funkcionāli iesaistītas. Abos scenārijos smadzenes tiek reorganizētas, mēģinot ar nebojāto palīdzību aizpildīt bojāto vietu funkciju vai iesaistīt "bezdarbniekus" citu funkciju uzturēšanā. Kas attiecas uz trešo scenāriju, tas atšķiras no pirmajiem diviem un ir saistīts ar dažādu faktoru izraisītiem garīgiem traucējumiem.

Mazliet anatomijas

Uz att. 1 parādīta vienkāršota diagramma par to lauku atrašanās vietu kreisās puslodes ārējā garozā, kas aprakstīti un numurēti vācu anatoma Korbiniana Brodmaņa pētījuma secībā.

Katram Brodmaņa laukam ir raksturīgs īpašs neironu sastāvs, to atrašanās vieta (garozas neironi veido slāņus) un savienojumi starp tiem. Piemēram, maņu garozas lauki, kuros primārā informācijas apstrāde no maņu orgāniem, pēc savas arhitektūras krasi atšķiras no primārās motorās garozas, kas ir atbildīga par komandu veidošanu brīvprātīgām muskuļu kustībām. Primārajā motorajā garozā dominē neironi, kas atgādina piramīdas, un sensoro garozā galvenokārt ir neironi, kuru ķermeņa forma atgādina graudus vai granulas, tāpēc tos sauc par granulētiem.

Parasti smadzenes iedala priekšējās un aizmugurējās (1. att.). Garozas zonas, kas atrodas blakus primārajiem maņu laukiem aizmugurējās smadzenēs, sauc par asociatīvajām zonām. Viņi apstrādā informāciju, kas nāk no primārajiem sensorajiem laukiem. Jo tālāk no tām atrodas asociatīvā zona, jo vairāk tā spēj integrēt informāciju no dažādām smadzeņu zonām. Vislielākā integrācijas spēja aizmugurējās smadzenēs ir raksturīga asociatīvajai zonai parietālajā daivā (1. att. nav iekrāsota).

Priekšsmadzenēs priekšmotora garoza atrodas blakus motoriskajai garozai, kur atrodas papildu centri kustību regulēšanai. Pie frontālā pola atrodas vēl viena plaša asociatīvā zona - prefrontālā garoza. Primātiem šī ir visattīstītākā smadzeņu daļa, kas ir atbildīga par vissarežģītākajiem garīgajiem procesiem. Tieši pieres, parietālo un temporālo daivu asociatīvajās zonās pieaugušiem pērtiķiem tika atklāta jaunu granulētu neironu iekļaušana ar īsu dzīves ilgumu līdz divām nedēļām. Šī parādība ir izskaidrojama ar šo zonu līdzdalību mācīšanās un atmiņas procesos.

Katrā puslodē tuvumā esošie un attālie reģioni mijiedarbojas viens ar otru, bet maņu reģioni puslodē tieši nesazinās viens ar otru. Homotopiski, tas ir, simetriski, dažādu pusložu reģioni ir savstarpēji saistīti. Puslodes ir saistītas arī ar pamatā esošajiem, evolucionāli vecākiem smadzeņu subkortikālajiem reģioniem.

Smadzeņu rezerves

Iespaidīgus pierādījumus par smadzeņu plastiskumu sniedz neiroloģija, īpaši pēdējos gados, parādoties vizuālām metodēm smadzeņu pētīšanai: dators, magnētiskās rezonanses un pozitronu emisijas tomogrāfija, magnetoencefalogrāfija. Ar viņu palīdzību iegūtie smadzeņu attēli ļāva pārliecināties, ka atsevišķos gadījumos cilvēks ir spējīgs strādāt un mācīties, būt sociāli un bioloģiski pilnvērtīgs, pat zaudējis ļoti nozīmīgu smadzeņu daļu.

Iespējams, ka paradoksālākais smadzeņu plastiskuma piemērs ir matemātiķa hidrocefālija, kas noveda pie gandrīz 95% garozas zuduma un neietekmēja viņa augstās intelektuālās spējas. Žurnāls Science publicēja rakstu par šo tēmu ar ironisku nosaukumu "Vai mums tiešām ir vajadzīgas smadzenes?"

Taču biežāk būtiski smadzeņu bojājumi noved pie dziļas invaliditātes visa mūža garumā – to spēja atjaunot zaudētās funkcijas nav neierobežota. Biežākie smadzeņu bojājumu cēloņi pieaugušajiem ir cerebrovaskulāri negadījumi (smagākajā gadījumā
izpausme - insults), retāk - traumas un smadzeņu audzēji, infekcijas un intoksikācijas. Bērniem smadzeņu attīstības traucējumi nav nekas neparasts, kas saistīts gan ar ģenētiskiem faktoriem, gan ar intrauterīnās attīstības patoloģiju.

Starp faktoriem, kas nosaka smadzeņu reģeneratīvās spējas, pirmkārt, ir jāizceļ pacienta vecums. Atšķirībā no pieaugušajiem bērniem pēc vienas puslodes noņemšanas otra puslode kompensē attālinātās funkcijas, tajā skaitā valodu. (Ir zināms, ka pieaugušajiem vienas puslodes funkciju zudumu pavada runas traucējumi.) Ne visi bērni kompensē vienlīdz ātri un pilnībā, bet trešā daļa bērnu 1 gada vecumā ar parēzi rokas un kājas atbrīvojas no motoriskās aktivitātes traucējumiem līdz 7 gadu vecumam. Līdz 90% bērnu ar neiroloģiskiem traucējumiem jaundzimušo periodā pēc tam attīstās normāli. Tāpēc nenobriedušas smadzenes labāk spēj tikt galā ar bojājumiem.

Otrais faktors ir kaitīgās vielas iedarbības ilgums. Lēnām augošs audzējs deformē sev tuvākās smadzeņu daļas, taču tas var sasniegt iespaidīgus izmērus, netraucējot smadzeņu funkcijām: tajā ir laiks ieslēgties kompensācijas mehānismiem. Taču tāda paša mēroga akūts traucējums visbiežāk nav savienojams ar dzīvību.

Trešais faktors ir smadzeņu bojājuma vieta. Maza izmēra bojājumi var ietekmēt nervu šķiedru blīvo uzkrāšanos zonu, kas nonāk dažādās ķermeņa daļās, un izraisīt nopietnu slimību. Piemēram, caur mazas platības smadzenēs, ko sauc par iekšējām kapsulām (tās ir divas, katrā puslodē pa vienai), tā sauktā piramīdveida trakta šķiedras (2. att.) iziet no smadzeņu garozas motorajiem neironiem, dodoties uz muguras smadzenēm un pārraidot. komandas visiem stumbra un ekstremitāšu muskuļiem. Tātad asinsizplūdums iekšējās kapsulas zonā var izraisīt visas ķermeņa puses muskuļu paralīzi.

Ceturtais faktors- bojājuma apjoms. Kopumā, jo lielāks ir bojājums, jo vairāk tiek zaudēta smadzeņu funkcija. Un kopš pamata strukturālā organizācija Smadzenes veido neironu tīklu, vienas tīkla sadaļas zudums var ietekmēt citu, attālu sekciju darbu. Tāpēc runas traucējumi bieži tiek novēroti smadzeņu reģionu bojājumos, kas atrodas tālu no specializētām runas zonām, piemēram, Brokas centra (44.–45. lauki 1. attēlā).

Visbeidzot, papildus šiem četriem faktoriem svarīgas ir arī individuālas smadzeņu anatomisko un funkcionālo savienojumu variācijas.

Kā tiek reorganizēta garoza

Mēs jau teicām, ka dažādu smadzeņu garozas zonu funkcionālo specializāciju nosaka to arhitektūra. Šī evolucionārā specializācija kalpo kā viens no šķēršļiem smadzeņu plastiskuma izpausmei. Piemēram, ja pieaugušam cilvēkam ir bojāta primārā motoriskā garoza, tās funkcijas nevar pārņemt blakus esošās sensorās zonas, bet tai blakus esošās tās pašas puslodes premotorās zonas var.

Labročiem, kad Brokas centrs, kas saistīts ar runu, tiek traucēts kreisajā puslodē, aktivizējas ne tikai tai blakus esošās zonas, bet arī Brokas centram homotopiskais apgabals labajā puslodē. Tomēr šāda funkciju pāreja no vienas puslodes uz otru nepaliek nepamanīta: garozas zonas pārslodze, kas palīdz bojātajai zonai, pasliktina savu uzdevumu izpildi. Aprakstītajā gadījumā runas funkciju pārnešana uz labo puslodi ir saistīta ar pacienta telpiski vizuālās uzmanības pavājināšanos - piemēram, šāds cilvēks var daļēji ignorēt (neuztvert) telpas kreiso pusi.

Ievērības cienīgs ir fakts, ka dažos gadījumos funkciju starpsfēriska pārnešana ir iespējama, bet citos ne. Acīmredzot tas nozīmē, ka homotopiskās zonas abās puslodēs tiek noslogotas atšķirīgi. Varbūt tāpēc insulta ārstēšanā ar transkraniālo mikroelektrostimulāciju (par to sīkāk runāsim tālāk) runas uzlabošanās tiek novērota biežāk un veiksmīgāka nekā rokas motoriskās aktivitātes atjaunošana.

Funkcijas kompensējoša atjaunošana, kā likums, nenotiek viena mehānisma dēļ. Gandrīz katra smadzeņu funkcija tiek realizēta, piedaloties dažādām tās zonām, gan kortikālajām, gan subkortikālajām. Piemēram, motoriskās aktivitātes regulēšanā papildus primārajai motoriskajai garozai ir iesaistīti vairāki papildu motoriskie garozas centri, kuriem ir savi savienojumi ar tuviem un attāliem smadzeņu apgabaliem un savi ceļi, kas iet caur smadzeņu stumbru uz smadzenēm. muguras smadzenes. Kad primārā motoriskā garoza ir bojāta, šo centru aktivizēšana uzlabo motorās funkcijas.

Turklāt pati piramīdas trakta organizācija ir garākais vadošais ceļš, kas sastāv no daudziem miljoniem garozas motoro neironu aksonu ("nolaupīšanas" procesi) un seko muguras smadzeņu priekšējo ragu neironiem (att. 2) - sniedz citu iespēju. Iegarenajā smadzenē piramīdas trakts sadalās divos saišķos: biezā un plānā. Biezie saišķi krustojas viens ar otru, un rezultātā pa kreisi seko labās puslodes biezais saišķis muguras smadzenēs, bet pa labi – attiecīgi kreisās puslodes biezais kūlis. Kreisās puslodes garozas motoriskie neironi inervē ķermeņa labās puses muskuļus un otrādi. Plānās sijas nekrustojas, tās ved no labās puslodes uz labo pusi, no kreisās uz kreiso.

Pieaugušam cilvēkam garozas motoro neironu, kuru aksoni iziet cauri plāniem saišķiem, aktivitāte praktiski netiek konstatēta. Savukārt, ja tiek bojāta, piemēram, labā puslode, kad tiek traucēta kreisās puses kakla un stumbra muskuļu motoriskā aktivitāte, tieši šie motoriskie neironi aktivizējas kreisajā puslodē, ar aksoniem tievā puslodē. saišķis. Rezultātā muskuļu darbība tiek daļēji atjaunota. Var pieņemt, ka šis mehānisms ir iesaistīts arī insultu ārstēšanā akūtā stadijā ar transkraniālu mikroelektrostimulāciju.

Ievērojama smadzeņu plastiskuma izpausme ir bojātās garozas reorganizācija pat daudzus gadus pēc traumas rašanās. Amerikāņu pētnieks Edvards Taubs (tagad strādā Alabamas Universitātē) un viņa kolēģi no Vācijas Volfgangs Mitners un Tomass Elberts ierosināja vienkāršu shēmu motoriskās aktivitātes rehabilitācijai insulta pacientiem. Smadzeņu bojājumu ilgums viņu pacientu vidū bija no sešiem mēnešiem līdz 17 gadiem. Divu nedēļu terapijas būtība bija attīstīt paralizētās rokas kustības, izmantojot dažādus vingrinājumus, kamēr veselā roka bija nekustīga (fiksēta). Šīs terapijas īpatnība ir slodzes intensitāte: pacienti katru dienu vingroja sešas stundas! Kad ar funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanu tika izmeklētas smadzenes pacientiem, kuriem tika atjaunota rokas motoriskā aktivitāte, atklājās, ka kustību veikšanā ar šo roku ir iesaistīti daudzi abu pusložu apgabali. (Normāli - ar neskartām smadzenēm - ja cilvēks kustas labā roka, viņa kreisā puslode pārsvarā ir aktivizēta, un labā puslode ir atbildīga par kreisās rokas kustību.)

Paralizētas rokas reaktivācija 17 gadus pēc insulta ir nenoliedzami aizraujošs sasniegums un spilgts kortikālās reorganizācijas piemērs. Tomēr šis sasniegums tika realizēts par augstu cenu - liela skaita garozas apgabalu un turklāt abu pusložu līdzdalību.

Smadzeņu darbības princips ir tāds, ka jebkurā brīdī viena vai otra garozas zona var piedalīties tikai vienā funkcijā. Daudzu garozas zonu iesaistīšana roku kustību kontrolē vienlaikus ierobežo iespēju smadzenēm paralēli (vienlaicīgi) veikt dažādus uzdevumus. Iedomājieties bērnu uz divriteņu velosipēda: viņš sēž uz segliem, min pedāļus ar kājām, izseko savu maršrutu, ar labo roku fiksē stūri un viņa rādītājpirksts nospiež zvaniņu un ar kreiso roku tur cepumu, nokožot to. Tik vienkāršas programmas īstenošana, lai ātri pārslēgtos no vienas darbības uz otru, nav pa spēkam ne tikai skartajām, bet arī reorganizētajām smadzenēm. Nemazinot piedāvātās insulta pacientu rehabilitācijas metodes nozīmi, vēlos atzīmēt, ka tā nevar būt perfekta. Šķiet, ka ideāls variants ir funkciju atjaunošana nevis skarto smadzeņu reorganizācijas dēļ, bet gan to atjaunošanās dēļ.

Atkāpšanās no noteikumiem

Tagad pievērsīsimies otrajam scenārijam: smadzenes ir neskartas, bet bojātas perifērie orgāni konkrētāk, dzirde vai redze. Tieši šajā situācijā nonāk cilvēki, kuri ir dzimuši akli vai kurli. Jau sen ir novērots, ka neredzīgie izšķir dzirdes informāciju un uztver runu ātrāk nekā redzīgie. Kad cilvēki, kuri bija akli no dzimšanas (un kuri zaudēja redzi agrā bērnībā), tika izmeklēti ar smadzeņu pozitronu emisijas tomogrāfiju, lasot Braila rakstā rakstītus tekstus, atklājās, ka, lasot ar pirkstiem, ne tikai somatosensorā. aktivizējas par taustes jutību atbildīgā garoza.bet arī redzes garoza. Kāpēc tas notiek? Galu galā neredzīgo redzes garoza nesaņem informāciju no redzes receptoriem! Līdzīgi rezultāti tika iegūti, pētot nedzirdīgo smadzenes: viņi uztvēra zīmju valodu (žestus), ko viņi izmantoja saziņai, tostarp dzirdes garozā.

Rīsi. 3. Optiskā trakta pārstādīšanas operācija uz talāma mediālo ģenikulāta ķermeni. Kreisajā pusē ir parādīta normāla nervu ceļu gaita no acīm un ausīm, labajā pusē - to atrašanās vieta pēc operācijas. (Nervu ceļi, kas nes dzirdes informāciju, tika nogriezti no mediālajiem ģeniculāta ķermeņiem un to vietās tika stādīti redzes nervu gali, kas atdalīti no talāma sānu ģenikulu ķermeņiem. Apakšējais kolikuls smadzeņu vidusdaļā, kur daļa no nervu ceļi no auss uz dzirdes garozu (nav parādīts diagrammā): 1 - optiskais trakts, 2 - dzirdes ceļi, 3 - talāmu sānu ģenikulātie ķermeņi, 4 - talāma mediālie ģenikulātie ķermeņi, 5 - talamokortikālie ceļi uz redzes garozu, 6 - talamokortikālie ceļi uz dzirdes garozu.

Kā jau minēts, maņu zonas garozā nav tieši saistītas viena ar otru, bet mijiedarbojas tikai ar asociatīvajām zonām. Var pieņemt, ka somatosensorās informācijas novirzīšana neredzīgajiem uz redzes garozu un vizuālās informācijas novirzīšana nedzirdīgajiem uz dzirdes notiek, piedaloties subkortikālajām struktūrām. Šķiet, ka šī novirzīšana ir ekonomiska. Kad informācija tiek pārraidīta no maņu orgāna uz garozas maņu zonu, signāls vairākas reizes pārslēdzas no viena neirona uz otru smadzeņu subkortikālajos veidojumos. Viens no šiem slēdžiem notiek diencefalona talāmā (talāmā). Nervu ceļu pārslēgšanas punkti no dažādiem maņu orgāniem atrodas cieši blakus (3. att. pa kreisi).

Ja kāds maņu orgāns (vai no tā vedošais nervu ceļš) ir bojāts, tā pārslēgšanas punktu aizņem cita maņu orgāna nervu ceļi. Tāpēc darbā tiek iesaistītas garozas sensorās zonas, kas izrādījās atdalītas no ierastajiem informācijas avotiem, jo ​​uz tiem tiek novirzīta cita informācija. Bet kas tad notiek ar pašiem sensorās garozas neironiem, kas apstrādā viņiem svešu informāciju?

Pētnieki no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts ASV Jitendra Sharma, Alessandra Angelucci un Mriganka Sur paņēma seskus vienas dienas vecumā un veica dzīvniekiem ķirurģisku operāciju: viņi stādīja abus redzes nervus talamokortikālajos ceļos, kas ved uz dzirdes sensoro garozu (3. att.). Eksperimenta mērķis bija noskaidrot, vai dzirdes garoza tiek strukturāli un funkcionāli pārveidota, kad uz to tiek pārraidīta vizuālā informācija. (Atgādiniet vēlreiz, ka katram garozas tipam ir raksturīga specifiska neironu arhitektūra.) Patiešām, tas notika: dzirdes garoza kļuva morfoloģiski un funkcionāli līdzīga vizuālajai!

Pētnieki Diane Cann un Lee Krubitzer no Kalifornijas universitātes rīkojās citādi. Oposiem ceturtajā dienā pēc dzimšanas tika izņemtas abas acis, un pēc 8–12 mēnešiem nobriedušiem dzīvniekiem tika pētītas garozas primārās sensorās zonas un tām piegulošā asociācijas zona. Kā gaidīts, visiem aklajiem dzīvniekiem redzes garoza tika reorganizēta: tās izmērs ievērojami samazinājās. Taču, par pārsteigumu pētniekiem, tieši redzes garozai blakus atradās strukturāli jauns apgabals X. Gan redzes garozā, gan apgabalā X bija neironi, kas uztvēra dzirdes, somatosensoro vai abu informāciju. Vizuālajā garozā palika niecīgs skaits apgabalu, kas neuztvēra ne vienu, ne otru maņu modalitāti - tas ir, saglabāja, iespējams, savu sākotnējo mērķi: vizuālās informācijas uztveri.

Pārsteidzoši, ka garozas reorganizācija skāra ne tikai redzes garozu, bet arī somatosensoro un dzirdes garozu. Vienam no dzīvniekiem somatosensorajā garozā bija neironi, kas reaģēja uz dzirdes vai somatosensoru vai abām modalitātēm, un dzirdes garozas neironi reaģēja vai nu uz dzirdes signāliem, vai uz dzirdes un somatosensoriem. Normālā smadzeņu attīstībā šī sensoro modalitātes sajaukšanās notiek tikai augstākas pakāpes asociācijas zonās, nevis primārajās maņu zonās.

Smadzeņu attīstību nosaka divi faktori: iekšējais – ģenētiskā programma un ārējā – informācija, kas nāk no ārpuses. Vēl nesen ārēja faktora ietekmes novērtēšana bija neatrisināma eksperimentāla problēma. Pētījumi, kurus mēs tikko aprakstījām, ir ļāvuši noteikt, cik svarīga ir smadzenēs ienākošās informācijas būtība garozas strukturālajai un funkcionālajai attīstībai. Viņi padziļināja mūsu izpratni par smadzeņu plastiskumu.

Kāpēc smadzenes slikti atjaunojas

Reģeneratīvās bioloģijas un medicīnas mērķis ir orgāna bojājuma gadījumā bloķēt dzīšanu ar rētu veidošanos un apzināt bojātā orgāna pārprogrammēšanas iespējas, lai atjaunotu struktūru un funkcijas. Šis uzdevums ietver embrioģenēzei raksturīgā stāvokļa atjaunošanu bojātajā orgānā un tā saukto cilmes šūnu klātbūtni tajā, kas spēj vairoties un diferencēties Dažādi veidišūnas.

Pieauguša organisma audos šūnām bieži ir ļoti ierobežota spēja dalīties un stingri ievērot “specializāciju”: epitēlija šūnas nevar pārvērsties par muskuļu šķiedru šūnām un otrādi. Tomēr līdz šim uzkrātie dati ļauj droši apgalvot, ka šūnas tiek atjaunotas gandrīz visos zīdītāju orgānos. Bet atjaunināšanas ātrums ir atšķirīgs. Asins šūnu un zarnu epitēlija atjaunošanās, matu un nagu augšana notiek nemainīgā tempā visas cilvēka dzīves garumā. Aknām, ādai vai kauliem ir ievērojama reģenerācijas spēja, un reģenerācijai nepieciešama liela skaita regulējošo molekulu līdzdalība. dažādas izcelsmes. Citiem vārdiem sakot, šo orgānu homeostāze (līdzsvars) atrodas sistēmiskā uzraudzībā, lai to spēja atjaunoties tiktu pamodināta katru reizi, kad kāds bojājums izjauc līdzsvaru.

Sirds muskuļu šūnas tiek atjaunotas, kaut arī lēni: ir viegli aprēķināt, ka cilvēka dzīves laikā sirds šūnu sastāvs tiek pilnībā atjaunots vismaz vienu reizi. Turklāt tika atrasta peļu līnija, kurā sirdslēkmes skartā sirds gandrīz pilnībā atjaunojas. Kādas ir smadzeņu reģeneratīvās terapijas izredzes?

Pieauguša cilvēka smadzenēs tiek atjaunināti neironi. Smadzeņu ožas spuldzēs un hipokampa zobainā zarā, kas atrodas uz iekšējā virsma smadzeņu temporālā daiva, notiek nepārtraukta neironu atjaunošana. Cilmes šūnas ir izolētas no pieauguša cilvēka smadzenēm, un laboratorijas apstākļos ir pierādīts, ka tās spēj diferencēties citu orgānu šūnās. Kā jau minēts, pieaugušiem pērtiķiem frontālās, temporālās un parietālās daivas asociatīvajās zonās veidojas jauni graudaini neironi ar īsu (apmēram divas nedēļas) dzīves ilgumu. Primāti ir arī parādījuši neiroģenēzi plašā apgabalā, kas aptver smadzeņu temporālās daivas iekšējo un apakšējo virsmu. Bet šiem procesiem ir ierobežots raksturs – pretējā gadījumā tie nonāktu pretrunā ar evolucionāri veidotajiem smadzeņu mehānismiem.

Ir grūti iedomāties, kā cilvēks un viņa jaunākie brāļi pastāvētu dabā ar strauju smadzeņu šūnu atjaunošanos. Būtu neiespējami saglabāt atmiņā uzkrāto pieredzi, informāciju par apkārtējo pasauli, nepieciešamās prasmes. Turklāt mehānismi, kas ir atbildīgi par kombinatorisku manipulāciju ar pagātnes, tagadnes vai nākotnes objektu un procesu garīgajiem priekšstatiem, būtu neiespējami - viss, kas ir apziņas, domāšanas, atmiņas, valodas utt.

Pētnieki ir vienisprātis, ka pieaugušo smadzeņu ierobežoto atjaunošanos nevar izskaidrot ar vienu faktoru un tāpēc to nevar novērst ar vienu triecienu. Mūsdienās ir zināmi vairāki desmiti dažādu molekulu, kas bloķē (vai ierosina) ilgstošu neironu – aksonu procesu atjaunošanos. Lai gan zināms progress jau ir panākts bojāto aksonu augšanas stimulēšanā, pašu neironu reģenerācijas problēma joprojām ir tālu no atrisinātas. Tomēr mūsdienās, kad smadzeņu sarežģītība pārstāja biedēt pētniekus, šī problēma arvien vairāk piesaista uzmanību. Bet mēs nedrīkstam aizmirst iepriekšējā punktā teikto. Bojātu smadzeņu atgūšana nenozīmēs pilnīgu bijušās personības atjaunošanos: neironu nāve ir nelabojams pagātnes pieredzes un atmiņas zudums.

Kas ir IZM

Smadzeņu reģenerācijas mehānismu sarežģītība deva impulsu tādu sistēmisku efektu meklējumiem, kas izraisītu molekulu kustību pašos neironos un to vidē, pārceļot smadzenes jaunā stāvoklī. Sinerģētika - zinātne par kolektīvo mijiedarbību - apgalvo, ka sistēmā var izveidot jaunu stāvokli, sajaucot tās elementus. Tā kā lielākajai daļai dzīvo organismu molekulu ir lādiņš, šādu traucējumu smadzenēs varētu izraisīt ārējas vājas impulsu strāvas, kas pēc savām īpašībām tuvojas pašu smadzeņu biostrāvām. Mēs centāmies šo ideju īstenot praksē.

Mums izšķirošā bija mazu bērnu smadzeņu lēnviļņu (0,5-6 herci) bioaktivitāte. Tā kā smadzeņu īpašības katrā attīstības posmā ir pašsaskaņas, mēs izvirzījām hipotēzi, ka tieši šī darbība uztur bērna smadzeņu spēju atjaunot funkciju. Vai lēna viļņa mikroelektrostimulācija ar vājām strāvām (MES) varētu izraisīt līdzīgus mehānismus pieaugušajam?

Atšķirība iekšā elektriskā pretestība nervu audu šūnu elementu un starpšūnu šķidruma daudzums ir milzīgs - šūnās tas ir 10 3-10 4 reizes lielāks. Tāpēc MES laikā molekulārās nobīdes, visticamāk, notiks starpšūnu šķidrumā un uz šūnu virsmas. Izmaiņu scenārijs var būt šāds: starpšūnu šķidrumā visspēcīgāk sāks vibrēt mazas molekulas, no tiem atdalīsies mazmolekulārie regulējošie faktori, kas vāji saistīti ar šūnu receptoriem, mainīsies jonu plūsmas no šūnām un šūnā. uc Tāpēc MES var izraisīt tūlītējas starpšūnu vides traucējumus bojājumā, izmainīt patoloģisko homeostāzi un izraisīt pāreju uz jaunām funkcionālām attiecībām smadzeņu audos. Tā rezultātā ātri uzlabosies slimības klīniskā aina, samazināsies neirodeficīts. Ņemiet vērā, ka MES procedūra ir nekaitīga, nesāpīga un īsa: pacients tiek vienkārši novietots uz noteiktām galvas zonām ar elektrodu pāri, kas savienots ar strāvas avotu.

Lai pārbaudītu savu pieņēmumu pamatotību, mēs, sadarbojoties ar speciālistiem no vairākām Sanktpēterburgas klīnikām un slimnīcām, atlasījām pacientus ar šādiem centrālās nervu sistēmas bojājumiem: akūtu insulta stadiju, trigeminālo neiralģiju, opija abstinences sindromu un cerebrālo trieku. . Šīs slimības atšķiras pēc izcelsmes un attīstības mehānismiem, tomēr katrā gadījumā IZM izraisīja ātru vai tūlītēju terapeitisku efektu (ātrs un tūlītējs nav viens un tas pats: tūlītējs efekts rodas uzreiz pēc iedarbības vai ļoti drīz).

Šādi iespaidīgi rezultāti liek domāt, ka IZM ar dažādu mehānismu palīdzību maina smadzeņu tīkla struktūras darbību. Kas attiecas uz MES iedarbību, kas ir ātra un pieaug no procedūras uz procedūru pacientiem akūtā insulta stadijā, papildus iepriekš apskatītajiem mehānismiem to var saistīt ar intoksikācijas nomākto neironu atjaunošanos, ar apoptozes novēršanu. - ieprogrammēta neironu nāve skartajā zonā, kā arī ar reģenerācijas aktivizēšanu. Pēdējo pieņēmumu apstiprina gan fakts, ka IZM paātrina rokas funkciju atjaunošanos pēc tam, kad tajā tiek ķirurģiski savienoti bojāto perifēro nervu gali, gan arī tas, ka mūsu pētījuma pacientiem tika novērota aizkavēta terapeitiskā iedarbība.

Opija abstinences sindroma gadījumā tiek realizēts trešais smadzeņu plastiskuma scenārijs, ko mēs apsveram. Tas ir garīgs traucējums, kas saistīts ar atkārtotu narkotiku lietošanu. Uz agrīnās stadijas pārkāpumi vēl nav saistīti ar pamanāmām strukturālām izmaiņām smadzenēs, kā ar cerebrālo trieku, bet lielā mērā ir saistīti ar procesiem, kas notiek mikrolīmenī. MES iedarbības ātrums un daudzveidība šajā sindromā un citos garīgajos traucējumos apstiprina mūsu pieņēmumu, ka MES vienlaikus ietekmē daudzas dažādas molekulas.

Ārstēšana ar IZM saņemta gadā Kopā vairāk nekā 300 pacientu, un galvenais IZM darbības izvērtēšanas kritērijs bija terapeitiskie efekti. Nākotnē mums šķiet nepieciešams ne tik daudz noskaidrot IZM darbības mehānismu, cik panākt maksimālu smadzeņu plastiskumu katrā slimībā. Tā vai citādi, acīmredzot, būtu nepareizi reducēt MES darbības skaidrojumu uz dažām atsevišķām molekulām vai šūnu signalizācijas sistēmām.

Svarīga mikroelektrostimulācijas priekšrocība ar vājām strāvām ir tā, ka atšķirībā no šobrīd populārajām šūnu un gēnu aizstājterapijas metodēm tā iedarbina endogēnus, savus smadzeņu plastiskuma mehānismus. Aizvietotājterapijas galvenā problēma ir pat nevis uzkrāt transplantācijai nepieciešamo šūnu masu un ievadīt tās skartajā orgānā, bet gan nodrošināt, lai orgāns šīs šūnas pieņemtu, lai tās varētu tajā dzīvot un strādāt. Līdz 97% smadzenēs transplantēto šūnu mirst! Tāpēc turpmāka MES izpēte smadzeņu reģenerācijas procesu indukcijā šķiet daudzsološa.

Secinājums

Mēs esam apsvēruši tikai dažus smadzeņu plastiskuma piemērus, kas saistīti ar bojājumu novēršanu. Citas tās izpausmes ir saistītas ar smadzeņu attīstību, precīzāk, ar mehānismiem, kas ir atbildīgi par atmiņu, mācīšanos un citiem procesiem. Varbūt šeit mēs gaidām jaunus aizraujošus atklājumus. (Iespējamais to priekšvēstnesis ir neooneiroģenēze pieaugušo pērtiķu frontālās, parietālās un temporālās daivas asociatīvajās zonās.)

Tomēr smadzeņu plastiskumam ir arī savas ēnas puses. Tās negatīvā ietekme nosaka daudzas smadzeņu slimības (piemēram, augšanas un novecošanās slimības, garīgi traucējumi). Pārskati par daudziem smadzeņu attēlveidošanas datiem piekrīt, ka šizofrēnijas gadījumā frontālā garoza bieži ir samazināta. Bet izmaiņas garozā arī citos smadzeņu apgabalos nav nekas neparasts. Līdz ar to samazinās neironu un kontaktu skaits starp skartās zonas neironiem, kā arī tā savienojumu skaits ar citām smadzeņu daļām. Vai tas maina tajās ievadītās informācijas apstrādes būtību un informācijas saturu "izvadā"? Uztveres, domāšanas, uzvedības un valodas traucējumi pacientiem ar šizofrēniju ļauj atbildēt uz šo jautājumu apstiprinoši.

Redzam, ka par smadzeņu plastiskumu atbildīgiem mehānismiem ir liela nozīme to funkcionēšanā: bojājumu kompensēšanā un slimību attīstībā, mācīšanās un atmiņas veidošanās procesos utt. Nebūtu liels pārspīlēts plastiskumu piedēvēt smadzeņu pamatīpašības.

Bioloģijas zinātņu doktors E. P. Harčenko,
M. N. Kļimenko

Ķīmija un dzīve, 2004, N6

Gadījumos, kad notiek jebkura smadzeņu mehānisma "sabrukums", tiek traucēts attīstības un mācīšanās process. "Sadalījums" var notikt dažādi līmeņi: var tikt pārkāpta informācijas ievade, tās saņemšana, apstrāde utt. Piemēram, iekšējās auss bojājums, attīstoties dzirdes zudumam, izraisa skaņas informācijas plūsmas samazināšanos. Tas, no vienas puses, noved pie dzirdes analizatora centrālās (kortikālās) daļas funkcionālās un pēc tam strukturālās nepietiekamas attīstības, no otras puses, pie nepietiekamas savienojumu attīstības starp dzirdes garozu un runas muskuļu motorisko zonu, starp dzirdes un citi analizatori. Šādos apstākļos tiek traucēta fonēmiskā dzirde un runas fonētiskā veidošanās. Tiek traucēta ne tikai runa, bet arī bērna intelektuālā attīstība. Tā rezultātā viņa apmācības un izglītības process kļūst daudz grūtāks.

Tādējādi vienas funkcijas nepietiekama attīstība vai pārkāpums noved pie citas vai pat vairāku funkciju nepietiekamas attīstības. Tomēr smadzenēm ir ievērojamas kompensācijas spējas. Mēs jau atzīmējām, ka nervu sistēmas asociatīvo savienojumu neierobežotās iespējas, smadzeņu garozas neironu šauras specializācijas neesamība, sarežģītu "neironu ansambļu" veidošanās veido pamatu lielajām smadzeņu kompensācijas iespējām. garoza.

Smadzeņu kompensācijas iespēju rezerves ir patiesi grandiozas. Saskaņā ar mūsdienu aprēķiniem cilvēka smadzenes var saturēt aptuveni 1020 informācijas vienības; tas nozīmē, ka katrs no mums ir spējīgs atcerēties visu informāciju, kas ietverta miljoniem bibliotēkas sējumu. No 15 miljardiem smadzeņu šūnu cilvēki izmanto tikai 4%. Smadzeņu potenciālās spējas var spriest pēc jebkuras funkcijas neparastas attīstības talantīgiem cilvēkiem un spējas kompensēt traucētas funkcijas uz citu funkcionālo sistēmu rēķina. Dažādu laiku un tautu vēsturē tas ir zināms liels skaitlis cilvēki ar fenomenālu atmiņu. Lielais komandieris Aleksandrs Lielais zināja pēc vārda visus savus karavīrus, kuru viņa armijā bija vairāki desmiti tūkstošu. A. V. Suvorovam bija tāda pati atmiņa par sejām. Vatikāna bibliotēkas galvenais glabātājs Džuzepe Mecofanti bija pārsteidzoši savā fenomenālajā atmiņā. Viņš brīvi runāja 57 valodās. Mocartam bija unikāla muzikālā atmiņa. 14 gadu vecumā Sv. Pēteris, viņš dzirdēja baznīcas mūziku. Šī darba piezīmes bija pāvesta galma noslēpums un tika glabātas visstingrākajā paļāvībā. Jaunais Mocarts šo noslēpumu “nozaga” ļoti vienkāršā veidā: pārnācis mājās, viņš pierakstīja partitūru no atmiņas. Kad pēc daudziem gadiem Mocarta notis bija iespējams salīdzināt ar oriģinālu, tajās nebija nevienas kļūdas. Māksliniekiem Levitanam un Aivazovskim bija izcila vizuālā atmiņa.

Ir zināms liels skaits cilvēku, kuriem piemīt oriģināla spēja iegaumēt un reproducēt garas skaitļu, vārdu u.c. sērijas.

Šie piemēri skaidri parāda cilvēka smadzeņu neierobežotās iespējas. Grāmatā “No sapņa līdz atklājumam” G. Selje atzīmē, ka cilvēka smadzeņu garozā ir tikpat daudz garīgās enerģijas, cik fiziskās enerģijas satur atoma kodols.

Personu ar noteiktiem attīstības traucējumiem rehabilitācijas procesā tiek izmantotas lielas nervu sistēmas rezerves iespējas. Ar speciālu paņēmienu palīdzību defektologs var kompensēt traucētās funkcijas uz neskarto rēķina. Tātad iedzimta kurluma vai dzirdes zuduma gadījumā bērnam var mācīt vizuālo uztveri mutvārdu runa, t.i., lasīšana no lūpām. Taktilo runu var izmantot kā mutiskas runas pagaidu aizstājēju. Ja tiek bojāts kreisais temporālais reģions, cilvēks zaudē spēju saprast viņam adresēto runu. Šo spēju var pakāpeniski atjaunot, izmantojot vizuālo, taustes un cita veida runas komponentu uztveri.

Tādējādi defektoloģija pamato savas darba metodes uz pacientu ar nervu sistēmas bojājumiem habilitāciju un rehabilitāciju, izmantojot smadzeņu milzīgās rezerves iespējas.

"Nervu šūnas neatjaunojas" - visi zina šo frāzi. Bet ne visi zina, ka tā patiesībā nav taisnība. Daba smadzenēm ir devusi visas iespējas to labošanai. Fleminga projekts stāsta, kā nervu šūnas mainīt to mērķi, kāpēc cilvēkam nepieciešama otrā puslode un kā tuvākajā laikā tiks ārstēts insults.

Ceļš uz pārmaiņām

Uz jautājumu "Vai ir iespējams atjaunot nervu audus?" ārsti un zinātnieki no visas pasaules ilgu laiku vienā balsī stingri atbildēja "Nē". Tomēr daži entuziasti neatmeta cerības pierādīt pretējo. 1962. gadā amerikāņu profesors Džozefs Altmens veica eksperimentu par nervu audu atjaunošanu žurkām. 1980. gadā padomju fiziologs un neiroendokrinologs Andrejs Poļenovs abiniekiem atklāja smadzeņu kambaru sieniņās neironu cilmes šūnas, kuras sāk dalīties, kad tiek bojāti nervu audi. Deviņdesmitajos gados profesors Freds Geidžs smadzeņu audzēju ārstēšanai izmantoja bromdioksiuridīnu, kas uzkrājās dalīšanās audu šūnās. Pēc tam visā smadzeņu garozā tika atrastas šīs zāles pēdas, kas ļāva viņam secināt, ka cilvēka smadzenēs notiek neiroģenēze. Mūsdienās zinātnei ir pietiekami daudz datu, lai varētu apgalvot, ka nervu šūnu augšana un funkciju atjaunošana ir iespējama.

Nervu sistēma ir paredzēta, lai nodrošinātu saziņu starp ķermeni un ārpasauli. No struktūras viedokļa nervu audi tiek sadalīti pašos nervu audos un neiroglijā - šūnu kopumā, kas nodrošina nervu sistēmas daļu izolāciju, to uzturu un aizsardzību. Neiroglijai ir nozīme arī asins-smadzeņu barjeras veidošanā. Hematoencefāliskā barjera aizsargā nervu šūnas no ārējās ietekmes, jo īpaši novērš autoimūnu reakciju rašanos, kas vērstas pret savām šūnām. Savukārt pašus nervu audus pārstāv neironi, kuriem ir divu veidu procesi: daudzi dendrīti un viens aksons. Tuvojoties, šie procesi veido sinapses – vietas, kur signāls pāriet no vienas šūnas uz otru, un signāls vienmēr tiek pārraidīts no vienas šūnas aksona uz citas šūnas dendrītu. Nervu audi ir ļoti jutīgi pret ārējās vides ietekmi, barības vielu piegāde pašos neironos ir tuvu nullei, tāpēc, lai nodrošinātu šūnas ar enerģiju, nepieciešama pastāvīga glikozes un skābekļa piegāde, pretējā gadījumā notiek deģenerācija un nāve. rodas neironi.

Subakūts smadzeņu infarkts

Vēl 1850. gadā angļu ārsts Augusts Vallers pētīja deģeneratīvos procesus traumētajos perifērajos nervos un atklāja iespēju atjaunot nervu darbību, salīdzinot nerva galus. Waller pamanīja, ka bojātās šūnas ir apņemtas ar makrofāgiem, un aksoni no vienas bojātā nerva puses sāk augt otrā galā. Ja aksoni saduras ar šķērsli, to augšana apstājas un veidojas neiroma – nervu šūnu audzējs, kas izraisa nepanesamas sāpes. Taču, ja ļoti precīzi salīdzina nerva galus, ir iespējams pilnībā atjaunot tā darbību, piemēram, traumatiskas ekstremitāšu amputācijas gadījumā. Pateicoties tam, tagad mikroķirurgi šuj nogrieztas kājas un rokas, kas veiksmīgas ārstēšanas gadījumā pilnībā atjauno savu funkciju.

Situācija ir sarežģītāka ar mūsu smadzenēm. Ja perifērajos nervos impulsu pārraide notiek vienā virzienā, tad nervu sistēmas centrālajos orgānos neironi veido nervu centrus, no kuriem katrs atbild par konkrētu, unikālu organisma funkciju. Smadzenēs un muguras smadzenēs šie centri ir savstarpēji saistīti un apvienoti ceļos. Šī funkcija ļauj cilvēkam veikt sarežģītas darbības un pat apvienot tās kompleksos, nodrošināt to sinhroniskumu un precizitāti.

Galvenā atšķirība starp centrālo nervu sistēmu un perifēro ir glia nodrošinātā iekšējās vides stabilitāte. Glia novērš augšanas faktoru un makrofāgu iekļūšanu, un tās izdalītās vielas kavē (palēnina) šūnu augšanu. Tādējādi aksoni nevar brīvi augt, jo nervu šūnām vienkārši nav apstākļu augšanai un dalīšanai, kas pat normāli var izraisīt nopietnus traucējumus. Papildus tam neirogliālās šūnas veido glia rētu, kas neļauj aksoniem dīgt, kā tas notiek perifēro nervu gadījumā.

Sist

Insults, akūta stadija

Nervu audu bojājumi rodas ne tikai perifērijā. Saskaņā ar ASV Slimību kontroles centru datiem vairāk nekā 800 000 amerikāņu tiek hospitalizēti ar insulta diagnozi, un ik pēc 4 minūtēm viens pacients no šīs slimības mirst. Pēc Rosstat datiem, 2014. gadā Krievijā insults bija tiešais nāves cēlonis vairāk nekā 107 000 cilvēku.

Insults ir akūts smadzeņu asinsrites pārkāpums, ko izraisa asiņošana ar sekojošu smadzeņu vielas saspiešanu ( hemorāģisks insults) vai slikta asins piegāde smadzeņu zonām, ko izraisa asinsvada aizsprostojums vai sašaurināšanās ( smadzeņu infarkts, išēmisks insults). Neatkarīgi no insulta rakstura tas noved pie dažādu maņu un motoru funkciju pārkāpumiem. Pēc tam, kādas funkcijas ir traucētas, ārsts var noteikt insulta fokusa lokalizāciju un tuvākajā laikā sākt ārstēšanu un turpmāku atveseļošanos. Ārsts, koncentrējoties uz insulta raksturu, nosaka terapiju, kas nodrošina asinsrites normalizēšanos un līdz ar to samazina slimības sekas, taču pat ar adekvātu un savlaicīgu terapiju atveseļojas mazāk nekā 1/3 pacientu.

Pārkvalificēti neironi

Smadzenēs nervu audu atjaunošana var notikt dažādos veidos. Pirmais ir jaunu savienojumu veidošanās smadzeņu zonā blakus traumai. Pirmkārt, tiek atjaunota zona ap tieši bojātajiem audiem - to sauc par diashīzes zonu. Ar pastāvīgu ārējo signālu ievadi, ko parasti apstrādā skartā zona, blakus esošās šūnas sāk veidot jaunas sinapses un pārņem bojātās vietas funkcijas. Piemēram, eksperimentā ar pērtiķiem, kad tika bojāta motoriskā garoza, savu lomu pārņēma premotorā zona.

Pirmajos mēnešos pēc insulta īpaša loma ir arī otrās puslodes klātbūtnei cilvēkā. Izrādījās, ka agrīnās stadijās pēc smadzeņu bojājumiem daļu bojātās puslodes funkciju pārņem pretējā puse. Piemēram, mēģinot pārvietot ekstremitāšu skartajā pusē, tiek aktivizēta šī puslode, kas parasti nav atbildīga par šo ķermeņa pusi. Garozā tiek novērota piramīdas šūnu pārstrukturēšanās - tās veido savienojumus ar motoro neironu aksoniem no bojātās puses. Šis process ir aktīvs insulta akūtā fāzē; vēlāk šis kompensācijas mehānisms izzūd un tiek pārtraukti daži savienojumi.

Pieaugušo smadzenēs ir arī apgabali, kur ir aktīvas cilmes šūnas. Šis ir tā sauktais. dentate gyrus no hipokampa un subventrikulārās zonas. Cilmes šūnu aktivitāte pieaugušajiem, protams, nav tāda pati kā embrionālajā periodā, taču, neskatoties uz to, šūnas no šīm zonām migrē uz ožas spuldzēm un tur kļūst par jauniem neironiem jeb neiroglijas šūnām. Eksperimentā ar dzīvniekiem dažas šūnas atstāja savu parasto migrācijas ceļu un sasniedza bojāto smadzeņu garozas zonu. Nav ticamu datu par šādu migrāciju cilvēkiem, jo ​​šo procesu var slēpt citas smadzeņu atveseļošanās parādības.

smadzeņu transplantācija

Insults, akūtā fāze

Tā kā nav dabiskas šūnu migrācijas, neirofiziologi ir ierosinājuši mākslīgi aizstāt bojātās smadzeņu zonas ar embriju cilmes šūnām. Šajā gadījumā šūnām ir jādiferencējas par neironiem, un imūnsistēma nespēs tos iznīcināt hematoencefālās barjeras dēļ. Saskaņā ar vienu hipotēzi neironi saplūst ar cilmes šūnām, veidojot divkodolu sinkarionus; "Vecais" kodols pēc tam mirst, un jaunais turpina kontrolēt šūnu, pagarinot tās dzīvi, palielinot šūnu dalīšanās robežu.

Eksperimentālās operācijas, ko veica starptautiska zinātnieku grupa franču neiroķirurģes Annas-Katrīnas Bašū-Lēvijas vadībā no Henrija Mondora slimnīcas, jau ir pierādījušas šīs metodes efektivitāti Hantingtona horejas (ģenētiska slimība, kas izraisa deģeneratīvas izmaiņas smadzenes). Diemžēl situācijā ar Hantingtona horeju funkcionējošs transplantāts, kas ieviests aizvietošanas nolūkā, nevar pretoties neirodeģenerācijas progresam kopumā, jo slimības cēlonis ir iedzimts ģenētisks defekts. Taču autopsijas materiāls parādīja, ka transplantētās nervu šūnas izdzīvo ilgu laiku un tajās netiek veiktas Hantingtona slimībai raksturīgas izmaiņas. Tādējādi embrionālo nervu audu intracerebrālā transplantācija pacientiem ar Hantingtona slimību, pēc provizoriskiem datiem, var nodrošināt uzlabošanās periodu un ilgstošu stabilizāciju slimības gaitā. Pozitīvu efektu var iegūt tikai daļai pacientu, tāpēc nepieciešama rūpīga transplantācijas kritēriju atlase un izstrāde. Tāpat kā onkoloģijā, arī turpmāk neirologiem un viņu pacientiem būs jāizvēlas starp paredzamā terapeitiskā efekta pakāpi un ilgumu un riskiem, kas saistīti ar operāciju, imūnsupresantu lietošanu u.c. Līdzīgas operācijas tiek veiktas arī ASV, taču amerikāņu ķirurgi izmanto attīrītus ksenotransplantātus (kas ņemti no dažādu sugu organismiem) un joprojām saskaras ar ļaundabīgo audzēju rašanās problēmu (30-40% no visām šāda veida operācijām).

Izrādās, ka neirotransplantoloģijas nākotne nav tālu: lai gan esošās metodes nenodrošina pilnīgu atveseļošanos un ir tikai eksperimentāla rakstura, tie būtiski uzlabo dzīves kvalitāti, bet tā vēl ir tikai nākotne.

Smadzenes ir neticami plastiska struktūra, kas pielāgojas pat tādiem bojājumiem kā insults. Tuvākajā laikā beigsim gaidīt, kad audi atjaunosies un sāksim tiem palīdzēt, kas padarīs pacientu rehabilitāciju vēl ātrāku procesu.

Par sniegtajām ilustrācijām pateicamies portālam http://radiopaedia.org/

Saskarsmē ar

Šobrīd smadzeņu pusložu mijiedarbība tiek saprasta kā komplementāra, savstarpēji kompensējoša dažādu centrālās nervu sistēmas funkciju īstenošanā.

Lai gan katra puslode pilda vairākas tai raksturīgas funkcijas, jāpatur prātā, ka jebkuru smadzeņu funkciju, ko veic kreisā puslode, var veikt labā puslode. Tas ir par tikai par to, cik veiksmīgi, ātri, uzticami un pilnvērtīgi tiek veikta šī funkcija.

Acīmredzot vajadzētu runāt par puslodes dominēšanu konkrēta uzdevuma izpildē, bet ne par pilnīgu funkciju sadalījumu starp tām.

Šis attēlojums visprecīzāk atspoguļo smadzeņu pusložu nozīmi kompensācijas procesos.

Smadzeņu komisāru preparēšana cilvēkiem pēc klīniskām indikācijām, dzīvniekiem eksperimentālos nolūkos, parādīja, ka šajā gadījumā tiek traucēta smadzeņu integrālā, integratīvā darbība, apgrūtināti pagaidu savienojuma veidošanās procesi, kā arī. kā tādu funkciju veikšana, kuras tiek uzskatītas par specifiskām tikai šai puslodei.

Pēc smadzeņu komisāru, piemēram, vizuālo, sadalīšanas objektu atpazīšana vispirms tiek traucēta, ja tie ir adresēti tikai kreisajai puslodei. Šajā gadījumā cilvēks objektu neatpazīst, bet ir vērts iedot šo priekšmetu rokā, jo notiek identifikācija. Šajā gadījumā funkcija tiek kompensēta ar mājienu no cita analizatora.

Ja priekšmeta attēls ir adresēts tikai labajai puslodei, tad pacients objektu atpazīst, bet nevar nosaukt. Tomēr viņš var veikt darbības, kas parasti tiek veiktas, izmantojot šo vienumu. Pēc smadzeņu pusložu atdalīšanas kompensācijas procesi kļūst grūtāki.

Smadzeņu pētījumi ar redzes garozas 17. lauku, kas noņemts vienā puslodē, parādīja, ka otras puslodes šī lauka simetriskajā, saglabātajā zonā palielinājās neironu fona aktivitāte un palielinājās fona aktīvo neironu procentuālais daudzums. Vienlaikus pieauga neironu aktivitātes sinhronizācija, kas izpaudās kā izsaukto potenciālu pozitīvās un negatīvās fāzes amplitūdas palielināšanās uz atsevišķu gaismas stimulu izmantošanu*

ka vienas puslodes garozas 17. lauka noņemšana izraisīja neironu skaita pieaugumu, kas reaģē uz heterosensoriem stimuliem, t.i. palielinājās polisensoro neironu skaits.

Neironu fona aktivitātes palielināšanos vizuālās garozas saglabātajā simetriskajā zonā, to aktivitātes sinhronizācijas palielināšanos var saistīt ar intrasistēmisku kompensāciju. Polisensoro, polimodālo neironu skaita pieaugums ir saistīts ar starpsistēmu kompensāciju, jo šajā gadījumā tiek radīti apstākļi jaunām attiecībām starp dažādām analizatora struktūrām.

Būtībā tas pats attēls tiek novērots ar citu vienas puslodes garozas projekcijas zonu bojājumiem.

Kompensācijas plāna reorganizācijas notiek nedaudz atšķirīgi asociatīvajā parietālajā garozā ar vienas puslodes noņemšanu vizuālās projekcijas zonā. Asociatīvā garoza ir būtiska starpsistēmu kompensācijas organizēšanas procesos.

Pēc redzes garozas bojājuma palielinājās izraisītās aktivitātes amplitūda un impulsu aktivitātes biežums.

Gadījumā, ja kondicionēšanas stimuls bija stimuli, kas tika piemēroti puslodes parietālajai asociatīvajai garozā, kurā tika bojāta projekcijas garoza, un aktivitāte tika noņemta no pretējās puslodes parietālās garozas simetriskā punkta, izrādījās, ka bojājums ir bojāts. projekcijas garoza izraisīja izraisīto potenciālu amplitūdas palielināšanos gan kondicionēšanas, gan testa transkalozālajos stimulos.

Līdz ar to garozas projekcijas zonu bojājumi palielina funkcionālo aktivitāti saistībā ar

smadzeņu parietālā zona, kas satur lielu skaitu polisensoro neironu. Šāda asociatīvās garozas reakcija tiek uzskatīta par kompensācijas procesu starpsistēmu regulējumu smadzeņu projekcijas zonu disfunkcijas gadījumā un var tikt izmantota klīniskiem nolūkiem.

Par šeit notiekošo procesu starpsistēmisko raksturu liecina arī šādi dati. Somatiskā elektrokutānā stimulācija izraisa izraisītu reakciju sensoromotorajā garozā un pretējās puslodes S-1 zonā. Šī reakcija ir nedaudz modulēta amplitūdā un latentumā pirmsgaismas stimulācijas laikā.

Gadījumā, ja transkalozālā aktivācija kalpo kā kondicionējošs stimuls, tad tiek dots gaismas stimuls un tikai pēc tam somatiskā elektrokutānā aktivācija, izsauktā reakcija uz somatisko stimulu strauji palielinās amplitūdā, tiek saīsināti tā rašanās latentie periodi.

Tāpēc starppusložu mijiedarbība, ko pastiprina iepriekšēja stimulācija caur transkalozālo sistēmu, atvieglo starpsistēmisku, šajā gadījumā vizuālo-sensoro-motoro mijiedarbību.

Veicot tos pašus eksperimentus pēc starppusložu savienojumu iznīcināšanas starp pusložu sensoromotorās garozas simetriskiem punktiem, tika konstatēts, ka starp smadzeņu puslodēm nav veicinošas mijiedarbības. Izrādījās arī, ka pusložu atvienošana izraisīja sensoromotorās garozas aktivitātes samazināšanos, reaģējot uz vizuāliem stimuliem. Tas ir tiešs pierādījums tam, ka starpsfēru mijiedarbība veicina traucētu funkciju starpsistēmu kompensāciju.

Tādējādi vienpusēju smadzeņu garozas disfunkciju pavada palielināta

bojātajai zonai simetriski apgabala funkcionālā aktivitāte. Jāatzīmē, ka ar garozas projekcijas zonu bojājumiem palielināta funkcionālā aktivitāte tiek novērota arī smadzeņu asociatīvajos apgabalos, kas izpaužas kā polisensoro neironu skaita palielināšanās, to vidējās frekvences palielināšanās. izlādes, un šo zonu aktivizācijas sliekšņu samazināšanās.

14.9. Kompensācijas procesi muguras smadzenēs

Tajos gadījumos, kad informācijas plūsma uz muguras smadzenēm, to motorajiem neironiem ir ierobežota pa retikulospinālo ceļu no tilta retikulārā kodola vai iegarenās smadzenes milzu šūnas kodola, motoro neironu ķermeņa, kopējais garums. to dendriti palielinās. Dendrītkoka orientācija, kad informācijas pieplūde pa retikulospinālo ceļu ir ierobežota, mainās pastiprinātu kontaktu virzienā ar mediālo retikulospinālo ceļu un priekšējo komisūru. Paralēli tam samazinās dendrītu skaits, kas orientēti uz laterālo retikulospinālo ceļu, kam ir dominējošie savienojumi ar iegarenās smadzenes milzu šūnu kodolu.

Līdz ar to notiek kompensējoša funkcionālo lejupejošo savienojumu pārstrukturēšana dendrītiskā koka pieauguma dēļ, kas saņem informāciju no saglabātās retikulospinālās sistēmas.

Kad suņiem tiek amputēta viena ekstremitāte, palielinās muguras smadzeņu aizmugurējā un priekšējā raga neironu ķermeņi un kodoli, tiek atzīmēta procesu hipertrofija, motorie neironi kļūst daudzkodolu un daudzkodolu, t.i. paplašinot kodol-protoplazmas attiecības. Pēdējā atsauksme

Runa ir par neironu funkciju hipertrofiju, ko papildina pretējās puses muguras smadzeņu priekšējo un aizmugurējo ragu neironiem piemēroto kapilāru diametra palielināšanās attiecībā pret amputēto ekstremitāti. Ap šīs muguras smadzeņu puses neironiem palielinās glia elementu skaits.

Eksperimentālo dzīvnieku kustību atgūšanas analīze pēc dažādu muguras smadzeņu sekciju pārgriešanas ļāva secināt, ka motoru koordinētu darbību parādīšanās ir balstīta uz pagaidu savienojumu veidošanos, kas tiek fiksēti apmācības un mācīšanās laikā.

Muguras smadzeņu bojājumu funkciju traucējumu kompensācija tiek realizēta, pateicoties smadzeņu polisensorajai funkcijai, kas nodrošina viena analizatora savstarpēju aizstājamību ar citu, piemēram, dziļās redzes jutīgumu utt. Dažas muguras smadzeņu funkcijas iekšējo orgānu darba regulēšanā labi kompensē veģetatīvā nervu sistēma. Tātad, pat ar rupjiem muguras smadzeņu pārkāpumiem, tiek atjaunota orgānu darbības regulēšana. vēdera dobums, iegurņa orgāni (starpsistēmu kompensācija).

Tādējādi pēc muguras smadzeņu patoloģijas sākuma un mugurkaula šoka noņemšanas sākas neironu eksaltācijas fāze, un to pavada muskuļu tonusa paaugstināšanās, dziļo refleksu palielināšanās, mugurkaula automatizācijas atjaunošana un hiperestēzija dažāda veida jutīgumam. Vēlāk notiek koordinējošo attiecību pārstrukturēšana starp muguras smadzeņu segmentu simetriskām struktūrām. Tajā pašā laikā tiek pastiprinātas sinerģiskas reakcijas, palielinās simetrisko muskuļu aktivitāte un tiek novēroti antagonistu muskuļu izkropļojumi.

attiecības. Nākotnē ar mācīšanos saistītie mehānismi ir saistīti, t.i. tiek izmantoti starpsistēmu kompensācijas mehānismi.

14.10. kompensācijas procesi,

pagaidu savienojuma saglabāšanas nodrošināšana

Pēc dažādu centrālās nervu sistēmas struktūru bojājumiem rodas uzvedības traucējumi, kas pamazām tiek atjaunoti. Šī atveseļošanās var nebūt pilnīga, taču tā ir diezgan efektīva un, pastāvīgi trenējoties, tā sasniedz tik augstu līmeni, ka novirzes netiek atklātas bez īpašām provokatīvām metodēm.

Acīmredzot augstāko kompensācijas procesu pamatā nervu darbība melus aprakstīja M.N. Livanovs ir parādība, kas slēpjas faktā, ka treniņa laikā palielinās daudzu smadzeņu struktūru stāvokļu līdzība.

Tātad, veidojoties pārtikas ieguves nosacīta refleksam pērtiķiem, tiek aktivizēta: pre- un postcentral, dzirdes, redzes, asociatīvā parietālā, apakšējā temporālā garoza, zobainās fascijas, smadzenītes, astes kodols, apvalks, bāla bumba, spilvens, retikulārās formācijas izmaiņas.

Šajās struktūrās pārtikas kondicionētā refleksa attīstības dinamikā var reģistrēt pakāpenisku specifiska izraisīta potenciāla veidošanos ar novēlota pozitīva viļņa klātbūtni tajā. Ar pastiprinātu refleksu šis pozitīvais vilnis tiek reģistrēts tikai tajās struktūrās, kuras ir tieši ieinteresētas refleksa realizācijā. Taču tajos gadījumos, kad radās grūtības signāla uztveres zonas vai tās realizācijas zonas funkcionēšanā, atkal parādījās vēls pozitīvais vilnis.

izkārnījumi vairākos vados. Līdz ar to kompensāciju nodrošināja visa sistēma, kas bija iesaistīta apmācībās.

Tādējādi atmiņas pēdas tiek ierakstītas ne tikai struktūrās, kuras ir ieinteresētas signāla atbildes uztverē un īstenošanā, bet arī citās struktūrās, kas iesaistītas laika savienojuma veidošanā. Patoloģijas gadījumā šīs struktūras spēj aizstāt viena otru un nodrošināt normālu kondicionētā refleksa īstenošanu.

Tomēr laika savienojuma funkciju pārkāpumu kompensācijā ir arī citi mehānismi. Līdz ar to ir zināms, ka kondicionēta refleksa īstenošanā var piedalīties viens un tas pats kortikālais neirons ar dažāda veida pastiprinājumu, t.i. neirona polifunkcionalitāte ļauj kompensēt disfunkcijas, kas rodas citu nervu sistēmas ceļu izmantošanas rezultātā.

Visbeidzot, kompensāciju par kondicionētu refleksu procesu pārkāpumiem var nodrošināt, izveidojot jaunas starpcentrālās attiecības starp kortikālajām struktūrām, garozu un subkortikālajiem veidojumiem. Jaunas starpcentrālās attiecības rodas arī dažādu limbiskās sistēmas veidojumu bojājumu gadījumā. Tātad, vienlaicīgi, vienpuslodes bojājumi hipokampa muguras un vēdera apgabaliem, mediālās starpsienas reģiona kodoliem, amigdalas bazolaterālajai daļai, hipotalāma aizmugurējās un sānu daļas kodoliem izraisa tikai īslaicīgu, augšup. līdz divām nedēļām, konkrēti, vienai no šīm struktūrām, nosacītā refleksa aktivitātes pārkāpums.

Tajos gadījumos, kad limbiskās struktūras bojājuma pusē tika funkcionāli izslēgta smadzeņu pusložu garoza

smadzenes, nosacītā refleksa aktivitātes pārkāpumi saglabājās ilgu laiku. Līdz ar to optimālākie kondicionēto refleksu procesu kompensējošie mehānismi tiek realizēti ar smadzeņu garozas līdzdalību.

Augstākas nervu darbības traucējumu kompensācija starppusložu savienojumu dēļ visveiksmīgāk izpaužas atsevišķu smadzeņu garozas zonu bojājumu gadījumā pēc kondicionēta refleksa attīstīšanās.

Šāda veida kompensācijas eksperimentālu pārbaudi var pierādīt ar šādiem eksperimentiem. Kaķis attīsta nosacītu aizsardzības refleksu, trāpot mērķim ar ķepu. Nosacītais signāls ir gaismas stimulācija, beznosacījuma pastiprinājums ir elektrokutānā stimulācija. Ķepas sitiens pa mērķi aptur sāpju kairinājumu vai novērš to. Pēc šāda refleksa nostiprināšanās tiek noņemta vienas puslodes sensomotorā garoza vai tādā pašā veidā tiek noņemta vienā puslodē, bet tikai redzes garoza.

Sensomotorās garozas bojājumi, kā likums, izraisa motora reakcijas uz signālu nepilnīgumu, reakcijas neprecizitāti un nekoordinētu kustību parādīšanos, reaģējot uz signāla stimulu.

Redzes garozas bojājums liek kaķim reaģēt uz signālu, bet netrāpa, mēģinot trāpīt mērķī. Šādi traucējumi pēc sensoromotora vai redzes garozas bojājumiem tiek reģistrēti ne ilgāk kā divas nedēļas. Pēc šī perioda dzīvnieku nosacītā refleksu aktivitāte gandrīz pilnībā atjaunojas.

Lai pārliecinātos, ka šī kompensācija ir saistīta ar starppusložu mehānismiem, pēc kondicionētā refleksa aktivitātes atjaunošanas

dzīvniekiem izdala corpus callosum, tādējādi atdalot garozas starppuslodes savienojumus.

Ķermeņa sadalīšana atjauno nosacītā refleksa uzvedības disfunkcijas - tieši tādas, kas rodas sākotnējā stadijā pēc garozas noņemšanas vienā no puslodēm.

Šādi eksperimenti parāda tiešu kortikālās funkcijas deficīta kompensācijas atkarību no starpsfēras savienojumiem. Šie savienojumi veidojas jauna sistēma starp neskarto puslodi un izkliedētajiem garozas elementiem, bojātās puslodes polisensorajiem neironiem, kas ļauj kompensēt traucētas funkcijas.

Papildus norādītajam kompensācijas veidam, izmantojot starppuslodes kortikālos savienojumus, smadzenēm ir arī citas iespējas kompensēt nosacītu refleksu uzvedību. Tātad, ja ir grūti veikt kustību ar vienu ekstremitāti, vēlamo reakciju var veikt cita.

Līdz ar to nosacītā refleksa aktivitātes kompensējošie mehānismi ļauj organizēt uzvedības reakciju dažādos veidos. Tas ir īpaši viegli, ja cieš garozas izejas struktūra, kas sākotnēji tika apmācīta šai funkcijai.

Šāds kompensācijas veids galvenokārt tiek nodrošināts ar darbības pārkārtojumiem otras puslodes garozas punktā, kas ir simetrisks attiecībā uz bojājumu. Parasti garozas stimulēšana izraisa lokālu neironu aktivāciju simetriskā zonā. Ap šo zonu veidojas, kā likums, divreiz lielāka bremzēšanas vide. Pēc garozas daļas bojājuma tai simetriskā punktā palielinās fona aktīvo neironu skaits, polisensoro neironu skaits, palielinās vidējā frekvence.

neironu izdalījumi. Šāda garozas reakcija liecina, ka tai ir lielas iespējas piedalīties kompensācijas procesos.

Smadzeņu asociatīvās sistēmas struktūrām ir nozīmīga loma augstākas nervu darbības procesu kompensēšanā.

Pie šādām sistēmām pieder smadzeņu stumbra asociatīvie retikulārie veidojumi, talāmu asociatīvie kodoli, smadzeņu garozas asociatīvie lauki un smadzeņu garozas projekcijas zonu asociatīvās struktūras. Cilvēkiem smadzeņu asociatīvās zonas ir dominējošas pēc izmēra.

Pētījumi ar dzīvniekiem ir parādījuši, ka hipofīzes aizmugurējās daļas vai visas hipofīzes iznīcināšana traucē kondicionēto refleksu darbību. Šis pārkāpums tika novērsts, ieviešot ekstraktus no hipofīzes vai vazopresīnu, intermedīnu, AKTH. Sistemātiska vazopresīna ievadīšana pilnībā atjaunoja kondicionētu refleksu aktivitāti. Neskartiem dzīvniekiem vazopresīns paātrināja pagaidu saites veidošanos. Dzīvniekiem ar neostriatuma depresiju, kas izraisa traucējumus iepriekš fiksētu kondicionētu kondicionētu refleksu veidošanā un reprodukcijā, vazopresīna ievadīšana atjauno arī normālu kondicionētu refleksu aktivitāti.

Izrādījās arī, ka vazopresīns optimizē kondicionētu refleksu seksuālo uzvedību. Piemēram, žurku tēviņa nosacītā refleksā skrējiens pie mātītes caur labirintu pēc vazopresīna ievadīšanas attīstījās daudz ātrāk nekā normālos apstākļos.

Vasopresīna cēloņi dažādi efekti atkarībā no ievadīšanas veida. Subkutāna injekcija normalizē ūdens-sāls metabolismu, neietekmējot nosacītā refleksa aktivitāti. Ievads to pašu

Zāles tieši smadzeņu kambaros novērš mācīšanās un atmiņas traucējumus un neietekmē ūdens un sāls metabolisma procesus.

Tādā pašā veidā, ievadot subkutāni, oksitocīnam ir inhibējoša iedarbība uz kondicionētu refleksu aktivitāti, un tā ievadīšana smadzeņu kambaros uzlabo ilgtermiņa atmiņu un atvieglo refleksu veidošanos.

Vasopresīns pasliktina īstermiņa atmiņu un uzlabo ilgtermiņa atmiņu. Šīs vielas ievadīšana pirms mācību sākuma apgrūtina iegaumēšanu vai pat padara mācīšanos neiespējamu. Tās pašas zāles injekcija pēc mācīšanās atvieglo atmiņas pēdu reproducēšanu.

Šobrīd pastāv priekšstats, ka vazopresīns ir iesaistīts iegaumēšanas un reprodukcijas procesu regulēšanā, bet oksitocīns – aizmirstības procesos. Vazopresīna lietošana, kā jau minēts, uzlabo atmiņas un nosacītā refleksa aktivitātes procesus, bet aktīva kondicionētā refleksa darbība palielina arī vazopresīna koncentrāciju asinīs smadzenēs.

Līdz ar to, jo aktīvāk smadzenes iesaistās kondicionētajā refleksu procesā, jo vairāk tajās ir vazopresīna un veiksmīgāk norit jaunu pagaidu savienojumu uzturēšanas procesi. Tas ir īpaši svarīgi centrālās nervu sistēmas destruktīvo procesu laikā, jo šajā laikā ir iespējams izveidot jaunus pagaidu savienojumus, kas kompensē patoloģijas attīstību.

Vazopresīna ieviešana samazina dzīvnieku atkarību no zālēm, antivielu injicēšana pret vazopresīnu palielina zāļu patēriņu.

Cilvēkiem vazopresīna intranazāla ievadīšana uzlabo uzmanību, atmiņu, garīgo darbību, Dažādi intelektuālā darbība.

14.11. Hemodinamiskā mehānismi

konstrukciju traucēto funkciju kompensācija

nervu sistēma

Viena piektā daļa no sirds izstumtajām asinīm iziet cauri smadzenēm, un smadzenes patērē vienu piekto daļu skābekļa, kas nonāk organismā miera stāvoklī. Šajā sakarā jebkuras izmaiņas smadzeņu asinsritē ietekmē smadzeņu darbību.

Smadzeņu sensorā aktivizēšana maina to atsevišķo struktūru asinsrites raksturu, motora aktivitāte papildus smadzeņu asinsvadu nespecifiskajai reakcijai izraisa asinsrites pārkārtojumus smadzeņu motoriskajās zonās. Garīgās aktivitātes dinamikā: attīstības periodā, optimālas darbības periodā, ar nogurumu, vienmuļību, ar pašreizējo noguruma korekciju, pēcdzemdību rehabilitācijas apstākļos būtiski mainās smadzeņu asinsapgāde, optimizējot asins plūsma visvairāk noslogotajās smadzeņu struktūrās.

Asinsvadu asinsrites korelācija smadzenēs ar dažādām slodzēm uz tās struktūrām tiek veikta piālu trauku līmenī. Tieši piālie trauki veido nodrošinājuma cirkulācijas tīklu, nodrošinot asinsrites uzticamību atsevišķām smadzeņu struktūrām.

Pialās arteriolas, kas ir asinsvadu gultnes "krāni", nodrošina nepieciešamo asins plūsmu šim smadzeņu veidojumam. Piālo arteriolu regulēšanu lielā mērā veic bio atsauksmes no struktūras, ko nodrošina šī piāla trauka baseina asinis.

Šīs izmaiņas asins plūsmā nav atkarīgas no sistēmiskā arteriālā spiediena vērtības, t.i. tie ir saistīti tikai ar attiecīgās smadzeņu zonas funkcionālās aktivitātes palielināšanos. Unila-

vizuālā vai dzirdes signāla sānu piegāde palielina asinsvadu asins plūsmu puslodē pretēji stimulācijai.

Asinsvadu asinsrites kompensācijas procesu analīze garozas asociatīvajos un projekcijas apgabalos visērtāk tiek pētīta, kad mainās to simetrisko smadzeņu apgabalu darbība. Zināms, ka vienas smadzeņu simetrisko apgabalu destrukcijas vai išēmijas gadījumā otra daļa piedalās radušās patoloģijas rezultātā radušās deficīta kompensēšanā.

Eksperimenti ar dzīvniekiem, kuros kreisās puslodes parietālā vai somatosensorā garoza tika funkcionāli izslēgta anestēzijā un vienlaikus kontrolēja piāla sistēmas asinsvadu gultni virs simetriskiem smadzeņu reģioniem, parādīja sekojošo.

Simetriskos apgabalos reakcija uz vienas puslodes funkcionālās darbības pārtraukšanu (hemodinamiskās izmaiņas) notiek divās fāzēs. Pirmajā fāzē, kas ilgst līdz 15 minūtēm, asins plūsma samazinās. Tad nāk otrā fāze, kuras laikā asins plūsma tiek atjaunota un pakāpeniski palielinās, salīdzinot ar normu. Turklāt asins plūsmas palielināšanās notiek ne tikai somatosensorajā garozā, kas ir simetriska izslēgšanai, bet arī pretējās puslodes parietālajā garozā.

Būtībā tāds pats palielinātas asins plūsmas modelis ir novērots pētījumos ar nomodā esošajiem dzīvniekiem. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka, funkcionāli atslēdzoties vienas puslodes garozas apgabalam, hemodinamikas izmaiņas pirmajā fāzē - asins plūsmas samazināšanās - ilga mazāk un ilga ne vairāk kā 10 minūtes, tad sākās asinsrites atjaunošana un tā pieaugums salīdzinājumā ar normu.

Somatosensorās garozas, simetriska punkta attiecībā pret off, hemodinamika mainījās dinamiskāk, salīdzinot ar parietālās garozas hemodinamiku, asinsvadu gultnes atjaunošana notika ātrāk un tā hiperaktivitāte ilga ilgāk. īsu laiku. Hemodinamisko izmaiņu inertums asociatīvajās zonās, to izmaiņu saglabāšanās ilgtermiņā liecina, ka šīm zonām ir izšķiroša nozīme centrālās nervu sistēmas struktūru traucēto funkciju kompensācijā.

14.12. bioreverss savienojums nervu sistēmas funkciju traucējumu kompensācijā

Organisma dabisko rezervju aktivizēšana ar biofeedback palīdzību ir izplatīts mehānisms centrālās nervu sistēmas funkciju pārkāpumu kompensēšanai.

Atgriezeniskā atgriezeniskā saite ir mācību veids, kas ļauj īstenot piespiedu funkcijas, pamatojoties uz savu darbību rezultātu uzraudzību.

Biofeedback izmantošanas piemēru min N. Millers (1977). Viņš runā par basketbolistu, kurš pārkārto savas kustības atbilstoši veiksmei vai neveiksmei, trāpot bumbu grozā. Atsauksmes ir vizuāli novērotais rezultāts. Ar veiksmīgu rezultātu automātiski tiek atcerēta poza, muskuļu sasprindzinājums, grūdiena spēks utt., kas pēc tam tiek neapzināti izmantoti otrā metiena laikā.

Bioloģiskā atgriezeniskā saite bieži tiek izmantota psiholoģijā, lai regulētu noteiktu garīgo stāvokli, pamatojoties uz alfa ritma izpausmes līmeņa reģistrāciju un prezentāciju subjektiem smadzeņu garozas darbībā.

Klīnikā biofeedback tiek izmantots smadzeņu darbības, muskuļu, temperatūras, pulsa, elpošanas ātruma un dziļuma, asinsspiediena kontrolei, bronhiālās astmas, hipertensijas, bezmiega, stostīšanās, trauksmes pēc smadzeņu insulta, epilepsijas u.c.

Biofeedback kompensācija ir personas apmācība jaunā darbībā, kas netiek brīvprātīgi kontrolēta.

Principiālā shēma kompensācijas ģenerēšanai, pamatojoties uz bioloģisko atgriezenisko saiti, izmantojot epilepsijas piemēru, ir šāda.

Kā zināms, epilepsiju pavada specifisks elektroencefalogrammas raksturs ar īpašām pazīmēm augstas amplitūdas negatīvas svārstības veidā, pēc kuras tūlīt rodas zemas amplitūdas lēns vilnis - “pīķa vilnis”.

Pacients atrodas ērts krēsls EEG reģistrācijai. Viņam tiek uzlikti elektrodi, un monitorā pacientam tiek parādīta darbība, kas novirzīta no noteiktiem smadzeņu apgabaliem. Tiek skaidrots, ka šai slimībai raksturīga aktivitāte EEG “pīķa viļņa” veidā, ka lielākā daļa no šīm svārstībām paliek ārpus redzamības ekrānā, bet tiek fiksēta ar datora palīdzību un par tās klātbūtni liecina zaļas joslas parādīšanās monitora ekrānā: jo vairāk izteikta maksimālā viļņa aktivitāte, jo platāka ir zaļā josla. Pacienta uzdevums ir atrast tādu stāvokli, kurā zaļajai joslai būtu minimālais platums, t.i. pīķa viļņu aktivitātes apjoms tiek samazināts līdz minimumam vai arī tas nenotiek vispār.

Treniņu rezultātā pacientiem, kuriem iepriekš nebija auras, parādījās, t.i. tika izstrādāts ar

spēja sajust lēkmes priekšvēstnešus, tika novērots lēnāks paroksizmāla lēkmes sākums, apziņas zuduma fāze, sākoties uzbrukumam, saīsinājās un pēcuzbrukuma amnēzija bieži neattīstījās. Dažiem pacientiem lielas konvulsīvas lēkmes tika aizstātas ar maziem, lokāliem, abortiem. Dažos gadījumos krampju lēkmju biežums pārtrūka vai samazinājās uz laiku no divām nedēļām līdz gadam.

Treniņu rezultātā pacients, parādoties aurai, izmantoja krampju profilakses paņēmienus, kā to darīja treniņa laikā, samazinot paroksizmālo pīķa viļņu izlādi.

EEG pēc mācīšanās nomākt pīķa viļņu aktivitāti, izmantojot biofeedback, paroksismālās aktivitātes rašanās samazinājās.

Tādējādi ārstēšanas dinamikā ar biofeedback palīdzību veidojās jauns smadzeņu funkcionālais stāvoklis, kas neļauj attīstīties paroksizmālai aktivitātei. Šis funkcionālais stāvoklis tiek ierakstīts ilgtermiņa atmiņā.

Diezgan veiksmīgi bioloģisko atgriezenisko saiti var izmantot, lai kompensētu motorisko funkciju pārkāpumus, diskinēzija dažādas etioloģijas.

Diskinēzijas var raksturot ar atlaišanu vai deficītu.

Pārmērīga diskinēzija izraisa apkārtējo uzmanību, kas traumē pacienta psihi, izraisa negatīvas emocionālas reakcijas un izraisa pastiprinātu diskinēziju – pozitīvu biofeedback, kas šajā gadījumā noved pie pacienta stāvokļa pasliktināšanās.

Diskinēzijas ārstēšana ar zālēm padara pacientu farmakoatkarīgu. Ķirurģiskā

kurai stereotaksiskajai ārstēšanai ir nelabvēlīga ilgtermiņa ietekme.

No diskinēzijām hiperkinēzijas formā visveiksmīgākā biofeedback izmantošana kompensācijas nolūkos parkinsonisma un rakstīšanas spazmas gadījumā.

Parkinsonisms rodas pallido-nigro-retikulāro struktūru disfunkcijas rezultātā, kas izraisa pašregulācijas mehānismu un atgriezeniskās saites traucējumus starp ekstrapiramidālās sistēmas subkortikālajām un kortikālajām struktūrām. Tajā pašā laikā parkinsonisma simptomi ir pakļauti ikdienas ritmam un tos ietekmē pacienta emocionālais stāvoklis, tāpēc tie ir atkarīgi no smadzeņu funkcionālā stāvokļa, t.i. var pārvaldīt.

Rakstīšanas spazmas parādās noteiktas profesijas cilvēkiem un izraisa profesionālās darbības pārkāpumu, un tas, savukārt, emocionāli negatīvas reakcijas. Pēdējais nevar ietekmēt slimības pastiprināšanos.

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