Корреляты функционального состояния центральной (моторной) нервной системы в неинвазивной диагностике нейродегенеративных патологий

Декабрь 1, 2015 / Комментарии 0

Среди нарушений движений, вызываемых дисфункцией регуляторных процессов в ЦНС, болезнь Паркинсона (БП) проявляется рядом специфических симптомов, часто выделяясь заметным тремором конечностей. Если в классическом виде БП, вызванная недостаточностью выработки дофамина в результате поражения дофаминергической системы и деградацией нейронов черной субстанции, относится к идиопатическому или первичному паркинсонизму то внешне проявляемые аналогичные симптомы другой этиологии в результате дисфункции механизмов взаимодействия нейронов ЦНС характеризуют как симптоматический или вторичный паркинсонизм. Естественно, что правильно установленный диагноз будет определять как специфику выбираемых методов лечения, так и возможный благоприятный исход для пациента.

При БП как нейродегенеративном заболевании необходим поддерживающий постоянно контролируемый курс лечения. В случае вторичного паркинсонизма после выявления более подробного анамнеза необходим выбор адекватного курса лечения с ликвидацией последствий причины заболевания, а не только подавления проявляемой симптоматики.

Специфика проявления симптоматики паркинсонизма требует различных методов дифференциальной диагностики: от анализа непроизвольных (тремор) и особенностей выполнения произвольных движений в различных двигательных пробах до генетических и молекулярных исследований. Изучение принципов структурной организации и механизмов взаимодействия центральных областей системы управления движениями, обеспечивающих программирование, инициацию и текущую регуляцию движений, предусматривает раскрытие функциональной организации активности между структурами моторной системы (кора, таламус, базальные ганглии) в норме и при различных центральных двигательных патологиях. Понимание функционирования и взаимодействия нейронных структур многоуровневой системы управления движениями имеет фундаментальное значение для нейрофизиологии и представляет научный интерес в раскрытии общих принципов организации и механизмов работы мозга. Знание этих механизмов необходимо для фундаментальной медицинской науки, так как способствует пониманию причин возникновения патологических состояний и позволяет воссоздать картину структурно-функциональных изменений при поражениях ЦНС и в процессе восстановления утраченных двигательных функций под действием медикаментозной терапии.

Для дифференциальной диагностики пациентов с симптоматическим тремором мы впервые применили анализ изометрического напряжения мышц рук вместо анализа тремора, обычно регистрируемого датчиками ускорения (акселерометрами) или движения. Это позволило нам анализировать амплитудно-частотные параметры произвольно удерживаемого изометрического усилия, а также частоту и амплитуду его непроизвольных колебаний, которые не искажены преобразованием силы сокращения мышц в ускорение, скорость и в периодическое смещение подвижных звеньев тела, характеризующее тремор. Мы получили возможность объективной экспресс-диагностики патологических состояний ЦНС, так как в параметрах изометрического усилия отражена структура нисходящей активности, направляющейся по пирамидному пути и экстрапирамидным трактам к мотонейронным пулам сегментарного уровня. Кроме того, процедура регистрации изометрического усилия не требует наложения и крепления каких-либо датчиков на теле пациента, а также вспомогательного квалифицированного медперсонала для работы с пациентом или здоровым обследуемым.

Проведенный ранее визуальный анализ записанных тензограмм изометрического усилия, удерживаемого с минимальной и максимальной силой (индивидуально в диапазоне 0-5 кг), позволил разделить неврологических пациентов (N=388, возраст 58,8±15,2 лет) на 6 характерных групп, отличающихся от нормы (здоровые испытуемые) и между собой по амплитуде, форме и выраженной превалирующей частоте непроизвольных колебаний усилия. Статистический анализ временных рядов произвольно удерживаемого в течение 30 с усилия показал, что у этих пациентов различаются и реакции на удержание максимального усилия по отношению к параметрам, соответствующим удержанию минимального усилия. Эти параметры касаются изменения амплитуды и частоты колебаний непроизвольной компоненты изометрического усилия. На основании наблюдаемых различий из 6 выделенных групп 4 связали с треморной формой паркинсонизма, одну — с ригидно-треморной формой и одну — с ригидно-акинетической формой паркинсонизма. Различие параметров непроизвольных колебаний при регистрации минимального усилия и отличие в реакциях на удержание максимального усилия предполагают возможность поражения различных структур ЦНС, участвующих в формировании произвольного управления и непроизвольной (автоматической) регуляции движений.

Изучение особенностей удержания изометрического усилия пациентами с установленным клиническим диагнозом болезнь Паркинсона позволило выделить критерии дифференциальной диагностики БП от различных форм синдрома паркинсонизма, зачастую неясной этиологии. Результаты тестирования пациента ПОА (диагноз болезнь Паркинсона), показывающие изменение функционального состояния моторной системы при подборе лекарственной терапии и во время контрольного тестирования через 2 года, приводим на рис. 1.

р1

Представлены десятисекундные фрагменты непроизвольных колебаний изометрического усилия, удерживаемого пальцами выпрямленных вперед рук. В первом тесте пациенты слегка касаются датчиков силы (тензограммы А), а во втором (тензограммы Б) нажимают на датчики с максимальной силой, контролируя равенство произвольных усилий левой и правой руки по положению меток на экране монитора. В обоих тестах задача пациентов заключается в совмещении меток на экране монитора, что соответствует равенству усилий, удерживаемых правой и левой рукой. Характерным для БП является повышенная амплитуда непроизвольных колебаний в одной из рук при минимальном изометрическом усилии. При удержании максимального усилия амплитуды непроизвольной компоненты справа и слева выравниваются так, что амплитуда наибольших колебаний усилия уменьшается, а в другой руке увеличивается, как это и должно происходить при увеличении усилия. Этот эффект связываем с тем, что нисходящая произвольная активность по пирамидному тракту при максимальном усилии «шунтирует» активность в экстрапирамидных трактах, возможно, на мотонейронах сегментарного уровня. Здесь также следует заметить, что если у пациентов визуально наблюдаем в одной из рук больший тремор, обычно регистрируемый как движение датчиками ускорения, то при регистрации напряжения мышц в изометрическом режиме при минимальном усилии амплитуда непроизвольной компоненты в этой руке может оказаться меньше, чем в контралатеральной руке. Это подчеркивает объективность регистрации моторного выхода при изометрическом напряжении мышц, так как в этом случае не возникают резонансные явления, обусловленные ритмическими движениями инерционных масс звеньев конечности.

На рис. 1 верхний (а) ряд тензограмм соответствует условиям регистрации через 5 часов после принятия назначенного препарата, когда его действие на момент тестирования практически прекращается. Тензограммы б, в, г и д представляют результат последующих тестирований на фоне действия препарата при удержании таких же значений минимального (А) и максимального (Б) усилий. Эффективность терапии демонстрируется снижением амплитуды непроизвольных колебаний усилия в последовательных тестах после приема 1 таб. накома (тензограммы I б и в). Тестирование г проведено на фоне мадопара через 2 недели, а д — еще через неделю через 18 часов после сочетанного применения накома-0,5 и инстенона-30. Как видим, под объективным контролем возможен индивидуальный подбор щадящей поддерживающей терапии.

Однако БП прогрессирует, и это мы можем видеть при тестировании этого же пациента через 2 года в возрасте 55 лет (см. рис. 1, II, а). Амплитуда непроизвольных колебаний усилия в правой руке выросла и значительно больше, чем в левой руке, в которой амплитуда колебаний усилия осталась такой же, как и 2 года назад. При удержании максимального усилия амплитуды колебаний непроизвольной компоненты выравниваются в левой и правой руке, что является характерным для БП. После приема 1 таб. синемет (запись б) пациент субъективно не почувствовал облегчения и принял еще 1 таб. синемет, после чего были проведены еще 3 тестирования (II в, г и д). Однако уже через 20 минут после первого приема препарата запись б показала уменьшение амплитуд непроизвольной компоненты усилия в правой и левой руке.

Проведен статистический анализ данных параметров произвольно удерживаемого изометрического усилия и колебаний непроизвольной компоненты усилия в разные моменты (а, б, в, г, д) тестирования до и на фоне действия препарата. Учитывались следующие параметры: время регистрации после приема препарата, содержащего L-допа, показатели изометрического усилия для левой и правой руки (минимальное усилие, усредненные значения стандартных отклонений произвольного усилия и непроизвольной компоненты, максимальное усилие, усредненные значения стандартных отклонений произвольного усилия и непроизвольной компоненты).

Для выявления особенностей управления изометрическим усилием мы провели оценку достоверности данных вычислением достоверности по критерию Стьюдента, используя парный Т-тест в электронной таблице Microsoft Excel 2000.

Наиболее информативными являются усредненные значения минимального произвольного усилия. Было установлено, что до приема препарата в начале курса лечения имелись существенные различия между левой и правой рукой (р=0,009). После двухлетнего курса лечения различия нивелируются (р=0,991). Этот параметр, возможно, является объективным показателем эффективности поддерживающей терапии. Т-тест не выявил существенных различий между левой и правой рукой для стандартных отклонений произвольного усилия и непроизвольной компоненты, вероятность сходства которых равнялась, соответственно, 0,543 и 0,103 до начала лечения и 0,376 и 0,210 через 2 года. Однако следует заметить, что значения стандартных отклонений этих параметров значительно увеличились за 2 года, особенно в правой руке.

Как мы отмечали выше, удержанию максимального произвольного усилия соответствует максимальное возбуждение структур моторной системы. Достоверных различий в анализируемых параметрах нет между левой и правой рукой. Положительным фактором в терапии БП является увеличение максимального произвольного усилия на 900 г через 2 года, которое подтверждается достоверностью различий до начала лечения и через 2 года на уровне р=0,0008 и р=0,0003 соответственно для левой и правой руки. Между стандартными отклонениями произвольного усилия и непроизвольной компоненты нет достоверных различий в этих исследованиях.

Исследование на здоровых испытуемых показало, что амплитуда непроизвольной компоненты в норме увеличивается по экспоненциальному закону, при увеличении силы — по линейному закону. Тест на максимальное усилие также способствует увеличению амплитуды колебаний непроизвольной компоненты изометрического усилия, характеризующей функциональное состояние моторной системы. Поэтому эффективность терапии можно оценивать еще по одному параметру, а именно отношению величины произвольно удерживаемого усилия к амплитуде (или стандартному отклонению) непроизвольной компоненты (рис. 2).

р2

Графики показывают, что процесс восстановления управления двигательной функцией под действием препарата идет неравномерно и по-разному проявляется в левой и правой руке, а также при тестировании состояния ЦНС минимальной и максимальной силой. Если в начале лечения (сессия 1) действие препарата протекало одинаково в левом и правом полушариях, то через 2 года (сессия 2) в правой руке (левое полушарие мозга) наблюдаем отсутствие монотонности изменений по мере действия препарата в сравнении с левой рукой. Через 3 часа после приема препарата (справа на д) наблюдаем снижение коэффициента вследствие уменынения произвольного усилия и увеличения его стандартного отклонения, хотя амплитуда непроизвольного компонента продолжает снижаться.

Для более детального анализа изменений, происходящих в системе управления движениями, мы используем метод разложения временных рядов на главные компоненты (ГК) применительно к моторному выходу, в нашем случае — оцениваемому по величине изометрического усилия, регистрируемого в виде временного ряда в течение 30-секундного теста (рис. 3).

р3

Каждая ГК представлена значениями ее относительного вклада в исходный временной ряд вдоль частотной оси. Первая (1) ГК имеет наибольшую амплитуду. Остальные ГК (2, 3 и т.д.) имеют (в норме) выраженные максимумы в диапазоне 1-10 Гц. Расположение этих максимумов связываем с циклической активностью, формируемой на разных уровнях организации моторной системы. Чем ниже частота, тем более высокий уровень участвует в формировании циклической активности, нисходящей к мотонейронам сегментарного уровня, активность которого характеризует первая (1) ГК. Считаем, что параметры ГК характеризуют активность на разных уровнях регуляции системы управления движениями, постулированных H.A. Бернштейном. По определению, первым уровнем регуляции является сегментарный, многочисленные афферентные системы которого вовлечены в кольцевую (гомеостатическую) регуляцию активности мотонейронов, в частности, через проприоцептивные пути мышечных рецепторов и моторный выход. Вторую ГК связываем с нисходящей активностью пирамидного тракта, сформированного пирамидными нейронами моторной коры, которая вовлечена во второй контур регуляции активности мотонейронов. Остальные ГК, имеющие выраженные максимумы в диапазоне 1-10 Гц, связываем с отражением активности структур базальных ганглиев, таламуса и мозжечка, также вовлеченных в автоматическую кольцевую регуляцию мышечного сокращения. Важно, что количество этих ГК, вклад которых в исходный временной ряд более 3%, ограничено и не превышает 7-10. Если первые две ГК можем точно сопоставить с активностью первых двух контуров управления, то для верификации остальных, имеющих более низкую амплитуду максимумов, которые расположены на более низкой частоте, необходимы пациенты с уникальными поражениями ЦНС. Тем не менее, мы получаем дополнительные параметры для дифференциальной диагностики патологических состояний центральной (моторной) нервной системы.

По диаграммам мы можем оценить распределение активности в контурах моторной системы, выявить межполушарную асимметрию и проследить процесс восстановления активности к норме в случае эффективности терапии. Диаграммы д в сессии 1 (см. рис. 3) показывают близкое к норме распределение активности под действием терапии, особенно при удержании максимального усилия. Однако проведенное через 2 года тестирование этого же БП-пациента показало эффективность терапии, которая восстанавливает центральную активность в моторной системе, регистрируемую при минимальном усилии, но при максимальном усилии видим подавленность активности в структурах экстрапирамидной системы (огибающие ГК 3, 4 и т.д.), возможно, вследствие деструктивных процессов.

Проблема поддержания функционального состояния моторной системы больных с диагнозом БП кроется не только в невозможности объективного контроля эффективного действия индивидуально подбираемых препаратов, но и в неоправданном назначении врачами и самостоятельном применении пациентами L-допатерапии при синдроме паркинсонизма.

Приведем результат настойчивого лечения L-допа на протяжении нескольких лет пациента МВА с «установленным» диагнозом БП, пока очередной врач не усомнился в поставленном диагнозе, предположив, что у пациента МВА (58 лет), по всей вероятности, клинически достоверный лекарственный паркинсонизм. В этой связи врачу была необходима наша консультация и объективное обследование пациента по нашей методике, чтобы подтвердить или опровергнуть свое предположение, от результатов которого будет зависеть тактика по ведению и восстановлению этого пациента. Для объективной оценки функционального состояния ЦНС проведено тестирование пациента по нашей методике. Пациент был в ясном сознании, но скован и не мог передвигаться без посторонней помощи. Тремор конечностей визуально не обнаруживался. Перед обследованием попросили пациента «потерпеть» и не принимать назначенную терапию за сутки до тестирования. Каждый тест длился 30 с, чтобы получить временные ряды достаточной длительности для последующего анализа. Для определения функционального состояния моторной системы пациент удерживал минимальное и максимальное изометрическое усилие сначала только пальцами рук с опорой на тыльную сторону ладони — тестирование пирамидного пути, а затем пальцами выпрямленных вперед рук — тестирование преимущественно экстрапирамидной активности. Первая серия тестов проведена на фоне отмены препаратов. Затем пациент принял 0,5 таб. наком. Через 30 мин, почувствовав недомогание и дискомфорт, очевидно, от воздействия L-допа, пациент самостоятельно принял 1 таб. клоназепам. Через некоторое время мы повторили тестирование еще два раза. Оценивались статистические параметры удерживаемого усилия (для левой и правой руки: минимальное и максимальное усилие, стандартные отклонения произвольного усилия и непроизвольной компоненты) и время, соответствующее формированию файла в компьютере при проведении каждого теста.

Тест с удержанием максимального усилия проводился через 1 мин после регистрации данных при удержании минимального усилия.

В отличие от БП-пациента стандартные отклонения непроизвольной компоненты изометрического усилия у обследуемого были меньше стандартного отклонения произвольного усилия и не уменьшались монотонно со временем по мере действия препарата. Автокорреляционные функции удерживаемого произвольного усилия имеют большой декремент затухания, а непроизвольной компоненты — быстро затухают, что также не соответствует этим показателям при БП. Фрагменты записей непроизвольной компоненты изометрического усилия, удерживаемого обследуемым только пальцами рук и выпрямленными вперед руками с минимальной и максимальной силой, приведены на рис. 4.

р4

В пальцах правой руки в сравнении с пальцами левой руки регистрируются повышенные колебания непроизвольной компоненты изометрического усилия. При максимальном усилии амплитуда колебаний непроизвольной компоненты возрастает со временем, а еще через 20 мин при просьбе увеличить максимальное усилие появляются синхронные непроизвольные вспышки активности в правой и левой руке. При минимальном усилии на этот момент времени в правой руке исчезают непроизвольные колебания изометрического усилия. В выпрямленных руках амплитуда колебаний непроизвольной компоненты изометрического усилия существенно не отличается слева и справа и фактически не меняется со временем. Как и в норме, амплитуда этих колебаний увеличивается при увеличении усилия. Отношение стандартных отклонений удерживаемого произвольного изометрического усилия и непроизвольной компоненты также не соответствует этому параметру при БП. Проба на наком оказывается отрицательной.

Препарат практически не оказывает влияния на экстрапирамидную систему (удержание усилия выпрямленными руками). В пальцах рук (тестирование пирамидного пути) нет существенных изменений через час после приема препарата, а еще через 20 мин видим разнонаправленные изменения отношения при минимальном и максимальном усилиях. Все эти корреляты функционального состояния ЦНС отвергают диагноз БП у данного обследуемого.

Чтобы представить картину изменения активности внутри моторной системы у данного обследуемого, вычислили значения ГК непроизвольных колебаний изометрического усилия, которые представили огибающими относительно частоты разложения (рис. 5).

р5

Диаграммы показывают явную асимметрию в распределении огибающих ГК. Выявляется большее поражение в пальцах правой руки, так как наибольший вклад в регистрируемый временной ряд здесь вносят первая и вторая ГК, форма огибающих которых характерна для периодических процессов, в нашем случае — отражающих вовлечение структур моторной системы в патологическую активность. Действующий препарат не является эффективным, так как не изменяет существенно паттерны распределения огибающих ГК. Еще через 20 мин при удержании минимального усилия видим «хаотическое» представление огибающих ГК, отражающих «сумбур» в нисходящей по пирамидному пути активности к мотонейронным пулам. Удержание максимального усилия требует максимальной активности всех структур моторной системы. При этом восстанавливается симметричность в распределении ГК слева и справа, хотя в левой руке первая и вторая ГК, а также третья и четвертая ГК характеризуют существующую патологическую активность с вовлечением пар соответствующих структур. Как мы отмечали выше, первая и вторая ГК характеризуют соответственно активность сегментарного уровня и в пирамидном пути. Верификация связи остальных ГК со структурами моторной системы требует дальнейшего изучения. Ясно, что искажение формы огибающих ГК, являющихся коррелятами функционального состояния ЦНС, отражает структурные перестройки или функциональные патологические состояния в нервной системе.

Тестирование экстрапирамидной системы при удержании усилия выпрямленными вперед руками показывает менее выраженную асимметрию в распределении активности справа и слева, а вовлеченные в периодические колебания огибающие первой и второй ГК с уменьшенным вкладом остальных ГК демонстрируют наличие патологического процесса в системе управления движениями, предположительно поражение пирамидной системы.

Так как мы оперируем новыми представлениями в анализе активности центральной (моторной) нервной системы, очевидно, пора привести распределение огибающих ГК у здоровых испытуемых, которое принимается за норму и к которому необходимо стремиться при работе с пациентами. Так как у пациентов в основном исследуем удержание минимального и максимального усилия, необходимо было знать поведение огибающих при промежуточных усилиях. Приведем пример анализа по методу «SSA-Гусеница» временных рядов непроизвольной компоненты произвольно удерживаемого изометрического усилия. Чтобы оценить изменения в паттернах огибающих ГК при различных удерживаемых изометрических усилиях, провели исследование усилия, градуально увеличивающегося в последовательных тестах. Испытуемый РИВ (60 лет) без явных неврологических нарушений в системе управления движениями удерживал усилие пальцами выпрямленных рук. Каждый тест длился 30 секунд. Частота квантования данных была выбрана 400 Гц для расширения диапазона анализа временного ряда до 12 000 точек с целью повышения точности определения превалирующей частоты циклической активности в максимумах огибающих каждой из ГК.

Паттерны огибающих ГК, характеризующих моторный выход или интегративную деятельность ЦНС, представлены на рис. 6.

р6

Удержание изометрического усилия вовлекает в активность все структуры многоуровневой моторной системы, возбуждение в которых пропорционально прикладываемой к жесткой поверхности силы. Стационарный режим удержания усилия вызывает в контурах управления ЦНС циклическую активность, свойства которой определены «длиной» контура, скоростью проведения возбуждения в проводящих трактах и процессами преобразования сигналов в нейронных структурах (ансамблях или сетях нейронов) мозга. Самым коротким контуром с выходом на мотонейроны можем считать сегментарный, представляющий механизм гомеостатической (многопараметрической) регуляции мышечного сокращения. Первые 7 ГК имеют выраженные максимумы, которые в последовательности ГК смещаются к более низким частотам в диапазоне 10-1 Гц и уменьшаются по амплитуде. Считаем, что первая ГК характеризует активность сегментарного уровня. Огибающая этой ГК охватывает широкий диапазон частот. По мере увеличения удерживаемого усилия, т.е. увеличения нисходящей к мотонейронным пулам активности, выраженные максимумы смещаются от 5,6 Гц слева и 6,4 Гц справа при минимальном усилии до 26,7 Гц слева и 23,53 Гц справа при максимальном усилии (у данного испытуемого) при соответствующем увеличении значения максимума от 31,2% слева и 29,55% справа до 84,5% слева и 82,01% справа как вклада в исходные временные ряды. Вторую ГК относим ко второму контуру регулирования моторного выхода, образованному моторной корой, пирамидным трактом, мотонейронами сегментарного уровня, моторным выходом как мышечным сокращением и проприоцепторным аппаратом мышц, замыкающим кольцо на моторную кору по восходящим афферентным путям. Максимумы второй ГК смещаются от 3,077 Гц слева и 3,2 Гц справа при минимальном усилии до 7,84 Гц слева и 7,27 Гц справа при максимальном усилии при соответствующем увеличении значений максимумов от 18,96% слева и 15,86% справа до 32,82% слева и 27,39% справа. В норме эти две ГК имеют наибольший сдвиг максимумов по частоте и линейный прирост их вклада с увеличением прикладываемой силы. Остальные из семи ГК, имеющих выраженные максимумы в области 1—10 Гц, относим к активности подкорковых структур, имеющих более длинные петли регуляции мышечного сокращения. Третью ГК характеризуют максимумы с вкладом 14,24% и 11,00% на частотах 2,14 Гц и 2,25 Гц соответственно для левой и правой руки при минимальном усилии, которые сдвигаются к частотам 5,48 Гц и 5,00 Гц и соответственно максимальным вкладам 21,6% и 5,96% для левой и правой руки при максимальном усилии. С увеличением усилия вклад этих компонент при малых усилиях возрастает, а затем уменьшается вследствие увеличения вклада первых двух ГК в исходный временной ряд. При патологии ЦНС вследствие структурных или функциональных нарушений эта идиллическая картина активности в моторной системе нарушается и проявляется в различного рода дисфункциях выполнения движений.

Здесь самое подходящее время рассмотреть для сопоставления результаты первичного обследования (на фоне отмены терапии) данные БП-пациента и обследуемого с подозрением на лекарственный паркинсонизм (рис. 7, 8).

р7 р8

Для выявления различий между рассмотренными выше пациентами представлены фрагменты регистрации непроизвольной компоненты изометрического усилия в сопоставимом масштабе, а также результаты Фурье анализа регистрируемых нами временных рядов, т.е. непроизвольной компоненты изометрического усилия, которые могут быть сравнимы желающими с их данными регистрации тремора у пациентов с синдромом паркинсонизма. Пациент с диагнозом БП в сессии 1 удерживал минимальное (0,360±0,147 кг) и максимальное (2,372±0,182 кг) усилие пальцами левой руки и соответственно 0,265±0,060 кг и 2,459±0,119 кг пальцами правой руки. Стандартное отклонение непроизвольной компоненты соответственно составляло 0,082 и 0,063 для левой руки и 0,026 и 0,044 для правой руки, подтверждая тезис о подавлении при БП на мотонейронах сегментарного уровня произвольной активностью нисходящей по экстрапирамидным трактам патологической активности. Через 2 года (в сессии 2) этот же пациент показал следующие результаты: минимальное усилие удерживалось на уровне 0,234±0,043 кг пальцами левой руки и 0,277±0,022 кг пальцами правой руки, а максимальное усилие оказалось меньше и составляло соответственно 1,639±0,130 кг и 1,773±0,131 кг для пальцев левой и правой руки. Возможно, это связано с уменьшением произвольной активности, нисходящей к мотонейронным пулам сегментарного уровня по пирамидному пути. К тому же, стандартное отклонение непроизвольной компоненты увеличилось при увеличении усилия и составило соответственно 0,045 и 0,103 для левой руки и 0,013 и 0,042 для правой.

Обследуемый 3 в сессии 1 удерживал минимальное (0,292±0,017 кг) и максимальное (1,431±0,056 кг) усилие пальцами левой руки и соответственно 0,280±0,041 кг и 1,438±0,044 кг пальцами правой руки. Стандартное отклонение непроизвольной компоненты соответственно составляло 0,005 и 0,008 для левой руки и 0,043 и 0,017 для правой руки.

Видно, что непроизвольная компонента удерживаемого усилия обследуемого 3 отличается по форме и амплитуде колебаний от пациента с диагнозом БП. У БП-пациента в сессии 2 через два года после первого обследования изменяется реакция в пальцах левой руки на увеличение усилия, т.е. амплитуда непроизвольной компоненты также увеличивается, но становится значительно больше, чем в сессии 1, хотя удерживаемое усилие на треть меньше. Результаты Фурье-анализа непроизвольной компоненты усилия БП-пациента показывают его более удовлетворительное состояние в сессии 2 по заметному увеличению амплитуд спектральной плотности как реакции на удержание максимального усилия. Такого увеличения амплитуд спектральной плотности при удержании максимального усилия не наблюдали в сессии 1.

Существенными в диагностике и прогнозе терапии являются абсолютные значения и сдвиг частоты превалирующей (наибольшей) составляющей спектра при увеличении усилия (табл. 1).

т1

Так, у обследуемого 1 и 2 (БП-пациент в сессиях 1 и 2) частота увеличивалась в пальцах левой и правой рук. Казалось бы, что это незначительный прирост частоты. Однако для временного интервала это значительная разница в изменении периода колебаний, составляющая десятки миллисекунд. Изменение длительности периодов циклической активности может характеризовать изменение латентных периодов прохождения возбуждения по структурам мозга при изменении уровня удерживаемой силы и, в конце концов, лабильность структур ЦНС. Уменьшение периодов колебаний соответствует уменьшению задержки прохождения сигналов в кольцевой структуре, при неизменности которой это может происходить только при уменьшении латентных периодов при переключениях сигналов на нейронах структурных образований ЦНС или при вовлечении параллельных трактов с большей скоростью проведения возбуждения. У обследуемого 3 частота превалирующих составляющих спектра больше в пальцах рук, чем у БП-пациента, но самое существенное, что при увеличении усилия период этих колебаний не уменьшается, а остается неизменным, как в левой руке, или увеличивается. По нашему мнению, такое увеличение длительности периодов может быть следствием первичных поражений корковых структур мозга, а не структур базальных ганглиев. Это существенное отличие в дифференциальной диагностике БП и пациентов с диагнозом синдром паркинсонизма.

Вид непроизвольной компоненты изометрического усилия и соответствующие ей спектры плотности зависят от характера теста и значительно отличаются при удержании усилия выпрямленными руками от результатов, полученных в тесте с удержанием усилия только пальцами рук (см. рис. 8).

У БП-пациента в сессии 2 (через 2 года) изменилась более пораженная сторона. Если в сессии 1 регистрируется большее поражение в левой руке, то в сессии 2 более пораженной оказывается правая рука, которая является противоположной по отношению к усилию, удерживаемому только пальцами (активация пирамидного пути). Спектры плотности при удержании максимального усилия усложнены близко расположенными пиками в области 4-8 Гц, характеризуя «разобщенность» в активации структур базальных ганглиев. Распределение спектральной плотности в этом случае заметно отличается от спектров плотности при удержании усилия только пальцами рук. И если в сессии 1 наблюдали значительный прирост амплитуды спектральных составляющих при увеличении усилия, то в сессии 2 он практически отсутствует. Эти данные свидетельствуют о большем поражении структур базальных ганглиев (функциональном в начале заболевания) по отношению к пирамидному тракту вследствие деструктивных процессов, следующих за дисфункцией, и последующей гибелью дофаминергических нейронов черной субстанции.

У обследуемого 3 непроизвольная компонента левой руки при минимальном усилии проявляет патологическую активность в области 4-8 Гц, хотя при максимальном усилии может рассматриваться близкой к норме. В правой руке в спектрах плотности наблюдаются в более высоких областях частот кратные «гармоники» меньшей амплитуды, но они не так выражены, как у БП-пациента. Здесь следует сказать, что после того как мы убедили лечащего врача, что данный пациент не относится к группе, классифицируемой как БП, им была проведена восстановительная терапия для ликвидации последствий длительного применения препаратов с L-допа.

В заключение приведем еще один пример пациента с диагнозом БП, который длительно принимает препарат тидомет по назначению врача. К сожалению, невропатолог, назначая препарат, не может вести вне стационара наблюдение за пациентом, который обращается в поликлинику через несколько недель или более длительный срок, когда начинает чувствовать очередной дискомфорт и нечувствительность к назначенной терапии. Тем более, в поликлиниках нет объективного контроля воздействия препарата на пациента. Мы провели первое тестирование пациента перед очередным приемом 1 таб. препарата тидомет форте и затем второе через 40 мин после приема препарата. Стандартное тестирование заключалось в регистрации минимального и максимального усилия, удерживаемого сначала только пальцами рук с опорой на тыльную сторону ладони (тестирование пирамидного пути), а затем выпрямленными вперед руками (тестирование экстрапирамидной системы) в условиях зрительной обратной связи по положению меток на экране монитора. Кроме того, максимальное усилие удерживали без зрительной обратной связи, полагая, что этим ограничиваем участие ядер таламуса в регуляции усилия. Одновременно регистрировали усилие двух рук, слежение за величиной которого осуществлялось по положению меток на экране монитора. Таким образом, протокол тестирования состоял из 6 последовательных регистраций данных. Задача обследуемого заключалась в удержании меток на экране монитора для правой и левой руки на одном уровне. Как и ранее, процесс слежения для последующей обработки и анализа данных регистрировали 30 с. Необходимую точность и длину временного ряда обеспечивала частота квантования 400 Гц. Первичный результат такого тестирования показан на рис. 9.

Здесь следует подчеркнуть, что параметрами непроизвольной компоненты (свыше 2 Гц) человек не может управлять сознательно. Они характеризуют состояние системы автоматической регуляции или сохранения позы, в нашем случае — при удержании заданной величины усилия. Частотный диапазон произвольных движений находится ниже 0,2 Гц, в котором осуществляется слежение за метками на экране монитора, оценка их положения и коррекция для ликвидации рассогласования, очевидно, по пирамидному тракту. В норме активность во всех параллельных проводящих трактах десинхронизируется по типу возвратного торможения мотонейронов через клетки Реншоу на сегментарном уровне. При патологии происходит синхронизация активности в нейронных образованиях мозга, которая на выходе моторной системы выражается в дисфункции двигательной активности.

Визуализация данных, получаемых аппаратно, и их интерпретация после применения соответствующего задаче математического анализа требуют определенных знаний и навыка. Но он (объективный анализ функционального состояния ЦНС) необходим, с одной стороны, если мы действительно хотим помочь пациенту, а с другой стороны, для понимания механизмов функционирования нервной системы как в норме, так и при развитии патологических состояний, тем более при восстановлении двигательной функции в результате назначаемой терапии.

Представленные записи непроизвольной компоненты по форме колебаний и реакциям на увеличение усилия не соответствуют таковым при БП. В левой руке наблюдается значительная амплитуда непроизвольной компоненты по сравнению с правой рукой. В ее колебаниях явно выражена несимметричность непроизвольной компоненты в пальцах (тест 1) и в руках (тест 4) при минимальном усилии, но направление асимметрии инвертировано. Значительное уменьшение амплитуды непроизвольной компоненты в тесте 6 (удержание максимального усилия руками без зрительной обратной связи) не характерно для БП. У этого пациента при различных условиях тестирования незначительно меняется частота патологических колебаний в диапазоне 3-6 Гц (см. спектры плотности на рис. 9А).

р9

Выделяемая активность в спектрах плотности на частоте около 9 Гц при минимальном усилии в пальцах, а также в руках свидетельствует о повышенном физиологическом треморе, возможно, от которого и начали лечить данного пациента препаратами L-допа. В правой руке также присутствует активность в диапазоне 3-6 Гц, но она значительно меньше, так как в спектрах плотности выделяется активность в диапазоне 0-2 Гц, подавленная в левой руке. Примечательно, что при слежении без зрительной обратной связи уменьшается патологическая частота, т.е. увеличивается период колебаний. Мы предполагаем, что у данного обследуемого могут быть нарушения во взаимоотношениях сенсомоторной коры с соответствующими ядрами таламуса. Не зная этиологии заболевания, обследуемого можно характеризовать диагнозом синдром паркинсонизма, но никак не БП. Это подтверждает результат тестирования пациента на фоне содержащего L-допа препарата, который снижает частоту непроизвольной активности в пальцах (тесты 1 и 2), но увеличивает ее при удержании усилия без зрительной обратной связи с участием тактильной и, очевидно, проприоцептивной чувствительности (тест 3). Критерием патологии является отношение амплитуд спектра в диапазоне 3-6 Гц к диапазону 0-2 Гц. Видно, что тидомет подавляет патологическую симптоматику 4-5 Гц, но в спектрах плотности выделяется повышенная активность в руках в диапазоне 6-8 Гц при максимальном усилии.

Представленные нами результаты исследования говорят о необходимости объективного анализа функционального состояния ЦНС и строго индивидуального подхода к назначению лекарственной терапии каждому предполагаемому пациенту, попадающему в категорию синдром паркинсонизма. Еще раз следует подчеркнуть, что на сегодня основная задача может заключаться не в дифференциальной диагностике БП, а в доказательстве, что данный, конкретный пациент не принадлежит к этой группе. Следует также отметить, что опровержение установленного диагноза требует значительно больших усилий для доказательства его ошибочности.

Понятно, что организация ЦНС, и системы управления движениями в частности, едина для всех пациентов и здоровых индивидов. Нарушения ее целостности в любой из областей мозга может приводить к такой внешне проявляемой однотипной симптоматике, как повышенный тремор. Уже классическим примером стала эпидемия гриппа XX века, приведшая в 20-х годах к массовому распространению паркинсонизма. Сочетанные нарушения в моторной системе неизвестной этиологии затрудняют диагностику устоявшимися за столетия методами разных двигательных проб или на основании только анамнеза. Загрязнение среды обитания, рост психологической напряженности, снижение физических нагрузок способствуют разрушению устоявшихся механизмов регуляции всех функций и систем организма.

Болезнь Паркинсона — нейродегенеративное заболевание, вызванное нарушениями в дофаминергической системе регуляции моторной функции. Согласно медицинскому справочнику, БП составляет почти 80% всех случаев паркинсонизма, «паркинсонизм-плюс»-синдромы — более 10% паркинсонизма, лекарственный паркинсонизм — около 8% паркинсонизма (Паркинсонизм, 2012). Согласно Справочнику: «Диагноз болезни Паркинсона в большинстве случаев может быть поставлен на основании обследования больного и не представляет трудностей». «Паркинсонизм-плюс»-синдромы и паркинсонизм при наследственных заболеваниях отличает наличие дополнительных неврологических нарушений, отсутствие или незначительный эффект от препаратов L-допа. Однако в большинстве случаев назначается L-допа-терапия для подавления симптомов. Если принять установленную норму в 1% заболевания паркинсонизмом в возрасте старше 60 лет, то на территории современной России проживает более 400 тысяч больных паркинсонизмом, более 320 тысяч которых относятся к БП, если учесть, что БП начинает развиваться за десятилетия до ее внешнего проявления. По данным American Parkinson Disease Assosiation, в США насчитывается от 1 до 1,5 миллионов больных болезнью Паркинсона.

При современных методах воздействия на медиаторные системы мозга, очевидно, необходима объективная классификация функционального состояния центральной (моторной) нервной системы. Надеемся, что разработанные нами на основе анализа параметров произвольно удерживаемого изометрического усилия объективные критерии оценки функционального состояния моторной системы, учитывающие ее иерархическую организацию, позволят систематизировать и классифицировать патологические состояния применительно к дифференциальной диагностике БП относительно синдрома паркинсонизма.

Подпишитесь на свежую email рассылку сайта!

Читайте также