Магнитные импульсы помогли создать карты активности мышц для диагностики двигательных нарушений.
Российским ученым с помощью магнитной стимуляции головного мозга удалось точно отследить межмышечные взаимодействия карт разных мышц руки. В перспективе это позволит отслеживать изменения в головном мозге у пациентов с двигательными нарушениями. Исследование опубликовано в журнале Human brain mapping. Работа поддержана Президентской программой Российского научного фонда (РНФ).
Сегодня магнитную стимуляцию головного мозга активно используют в психиатрии и неврологии для лечения депрессии, болевых синдромов и других недугов. Но метод до сих пор не так широко применяют для оценки двигательной коры мозга и нарушений опорно-двигательного аппарата при разных заболеваниях, в ходе тренировок или реабилитации.
Российские ученые посмотрели, насколько надежные данные дает создание при помощи этого метода карт мышечной активности. Исследователям удалось точно отследить межмышечные взаимодействия карт разных мышц руки. В перспективе это позволит отслеживать изменения в головном мозге у пациентов с двигательными нарушениями.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) позволяет врачам и исследователям активировать кору головного мозга человека при помощи коротких магнитных импульсов. Сегодня этот метод нашел применение в психиатрии и неврологии, где его используют, например, для лечения депрессии, болевых синдромов, болезни Паркинсона и многих других недугов. Кроме того, транскраниальная магнитная стимуляция весьма перспективна для изучения головного мозга и его функционального картирования, то есть создания карт мозга. Особенно эффективно, когда ученые сочетают ТМС с МРТ-навигацией. Такой метод называют навигационной транскраниальной магнитной стимуляцией, или нТМС. При решении некоторых задач он превосходит по точности другие методы картирования головного мозга, например, функциональную магнитно-резонансную томографию. С помощью нТМС стимулируют двигательную кору головного мозга. Это вызывает мышечные сокращения, которые ученые оценивают, регистрируя электрическую активность мышц. Пространственная точность нТМС картирования мозга составляет всего два миллиметра, а ее результаты называют мышечной кортикальной репрезентацией или ТМС моторной картой. С помощью этого подхода можно, например, оценить изменения двигательной коры при различных заболеваниях, в ходе тренировок или реабилитации.
Несмотря на преимущества нТМС карт, на практике метод применяют довольно редко. Требуются дополнительные подтверждения достоверности получаемых таким способом данных. Этим вопросом и занялись российские ученые из Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ, Научного центра неврологии и Федерального центра мозга и нейротехнологий. Они провели систематическое исследование абсолютной и относительной достоверности данных карт (мышечных кортикальных репрезентаций) мышц рук. Для этого они пригласили здоровых добровольцев — мужчин в возрасте от 19 до 33 лет. Ни у кого из них не было неврологических или психических заболеваний, также ученые исключили из списка спортсменов, музыкантов и хирургов, так как их моторика слишком специфична из-за профессиональной деятельности.
Добровольцы проходили два сеанса картирования с помощью нТМС с интервалом в 5-10 дней. Ученые фиксировали сокращения трех мышц, управляющих движениями кисти и пальцев. Так им удалось получить ТМС карты мышц на двигательной коре. Анализ показал, что обычно используемые показатели, такие как площади, объемы и центры тяжести, имеют высокую относительную и низкую абсолютную достоверность. Первая оценивает результаты повторных измерений, а вторая — изменение данных для одного испытуемого. У перекрытий между ТМС картами разных мышц была высокая абсолютная воспроизводимость, что позволило отследить взаимодействия между этими картами.
Мария Назарова:
«У нашего исследования есть не только фундаментальное значение, оно также открывает новые возможности для использования нТМС моторного картирования для оценки изменений коры у здоровых людей и пациентов с неврологическими состояниями, например, у людей, проходящих реабилитацию после инсульта», — рассказала Мария Назарова, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат медицинских наук, сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ и Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА.
https://www.hse.ru/
