Оценка супраспинального контроля локомоции в норме и при патологии с помощью пассивной моторной фМРТ парадигмы

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методика функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) широко применяется для картирования сенсомоторных зон головного мозга при выполнении различных движений. Одной из наиболее сложных в техническом плане представляется фМРТ оценка локомоции. Целью нашей работы явилась разработка пассивной моторной фМРТ парадигмы для оценки супраспинального контроля навыка ходьбы в норме и у пациентов с двигательным неврологическим дефицитом после перенесенного ишемического инсульта (ИИ). Были обследованы две группы испытуемых: в первую вошли 19 здоровых добровольцев (10 женщин, 9 мужчин; средний возраст – 38 [31,5; 60] лет), во вторую – 18 пациентов в раннем восстановительном периоде (до 6 месяцев) после перенесенного ИИ (6 женщин, 12 мужчин; средний возраст – 55,5 [45,5; 64,5] лет) с тяжелым и умеренным парезом в ноге (средний балл по шкале Fugl-Meyer составил 22 [15; 28]). Всем обследуемым однократно проводилась фМРТ с использованием моторной блоковой парадигмы с механической стимуляцией опорных зон стопы в режиме имитации медленной ходьбы при помощи специального аппарата «Корвит». Паттерны активации при каждом исследовании анализировались при помощи пакета статистической обработки SPM5 для каждого из пациентов и для группы в целом. В первой группе значимая активация (pкоррект<0,05 на кластерном уровне) была получена в первичной и вторичной сенсомоторной коре, премоторной и дорсолатеральной префронтальной коре, островковой доле. Вторая группа была подразделена на две подгруппы по локализации зоны инфаркта: корково-подкорковая (КП) и подкорковая (П). В подгруппе КП отмечалось уменьшение объема активации зон, преимущественно в пораженном полушарии (зона SM1 практически отсутствовала), тогда как в подгруппе П в обоих полушариях зоны активации были увеличены в объеме по сравнению с нормой. Данное исследование показало, что разработанная нами пассивная моторная фМРТ парадигма, имитирующая опорные реакции при ходьбе, может применяться для  пределения как сенсорных, так и моторных зон активации мозга, ответственных за локомоцию, как в норме, так и при патологии, для выявления механизмов супраспинального контроля локомоции и выбора оптимальной тактики реабилитации.

Об авторах

Елена Игоревна Кремнева

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Автор, ответственный за переписку.
Email: moomin10j@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9396-6063

к.м.н., с.н.с. отд. нейровизуализации

Россия, 125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 80

Людмила Александровна Черникова

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: moomin10j@mail.ru
Россия, Москва

Родион Николаевич Коновалов

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: moomin10j@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5539-245X

к.м.н., с.н.с. отд. лучевой диагностики

Россия, 125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 80

Марина Викторовна Кротенкова

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: moomin10j@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3820-4554

д.м.н., зав. отд. нейровизуализации

Россия, 125367, Москва, Волоколамское шоссе, д. 80

И. В. Саенко

ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем» РАН

Email: moomin10j@mail.ru
Россия, Москва

И. Б. Козловская

ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем» РАН

Email: moomin10j@mail.ru
Россия, Москва

Александр Владимирович Червяков

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: moomin10j@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Бернштейн Н.А. О построении движений. М.: Медгиз, 1947:107–144.
  2. Физиология человека (в 3-х томах) под ред. Р. Шмидта иГ. Тевса, 3-е изд. – М.: Мир, 2005, Т1: 157.
  3. Calautti C., Baron J.-C. Functional neuroimaging studies of motorrecovery after stroke in adults. Stroke, 2003; 34: 1553–1566.
  4. Cao Y., D’Olhaberriague L., Vikingstad E.M. et al.Pilot study offunctional MRI to assess cerebral activation of motor function afterpoststroke hemiparesis. Stroke. 1998; 29: 112–122.
  5. Cramer S.C., Moore C.I., Finklestein S.P., Rosen B.R.A pilot studyof somatotopic mapping after cortical infarct. Stroke. 2000; 31:668–671.
  6. Crenna P., Frigo C.A motor programme for the initiation of for-ward-oriented movements in humans. J. Physiol., 1991; 437: 635–653.
  7. De Renzi E., Faglioni P., Sorgato P. Modality-specific andsupramodal mechanisms of apraxia. Brain, 1982; 105 (2): 301–312.
  8. Derrfuss J., Brass M., von Cramon D.Y.Cognitive control in the pos-terior frontolateral cortex: evidence from common activations in taskcoordination, interference control, and working memory. Neuroimage,2004; 23(2): 604–612.
  9. Dettmers C., Stephan K.M., Lemon R.N., Frackowiak R.S.J.Reorganization of the executive motor system after stroke. CerebrovascDis. 1997; 7: 187–200.
  10. Friston K.J., Holmes A.P., Worsley K.J. et al.Statistical parametricmaps in functional imaging: A general linear approach. Human BrainMapping, 1995, 2 (4): 189–210.
  11. Gerardin E., Sirigu A., Lehericy S. et al. Partially overlapping neuralnetworks for real and imagined hand movements. Cereb Cortex, 2002;10 (11): 1093–1104.
  12. .Golaszewski S.M., Siedentopf C.M., Baldauf E. et al. Functionalmagnetic resonance imaging of the human sensorimotor cortex using anovel vibrotactile stimulator. NeuroImage, 2002; 17: 421–430.
  13. Golaszewski S.M., Siedentopf C.M., Koppelstaetter F. et al. Humanbrain structures related to plantar vibrotactile stimulation: A functionalmagnetic resonance imaging study. NeuroImage, 2006; 29: 923–929.
  14. Heilman K.M., Rothi L.J., Valenstein E.Two forms of ideomotorapraxia. Neurology, 1982; 32 (4): 342–346.
  15. Henry J.D., Crawford J.R.A meta-analytic review of verbal fluencyperformance following focal cortical lesions. Neuropsychology, 2004;18 (2): 284–295.
  16. .Holmes G. The Croonian lectures on the clinical symptoms of cere-bellar disease and their interpretation. Lancet, 1922; 1: 1177–1237.
  17. Iseki K., Hanakawa T., Shinozaki J. et al. Neural mechanismsinvolved in mental imagery and observation of gait. NeuroImage, 2008;41: 1021–1031.
  18. Jackson P.L., Lafleur M.F., Malouin F. et al. Functional cerebralreorganization following motor sequence learning through mentalpractice with motor imagery. Neuroimage, 2003; 20 (2): 1171–1180.
  19. .Jahn K., Deutschlander A., Stephan T. et al.Brain activation patternsduring imagined stance and locomotion in functional magnetic reso-nance imaging. NeuroImage, 2004; 22: 1722–1731.
  20. .Jian Y., Winter D.A., Ishac M.G., Gilchrist L. Trajectory of the bodyCOG and COP during initiation and termination of gait. Gait Posture,1993; 1: 9–22.
  21. .Kozlovskaya I.B., Sayenko I.V., Sayenko D.G. et al. Role of supportafferentation in control of the tonic muscle activity. Acta Astronautica,2007; 60: 285–294.
  22. .Kozlovskaya I.B., Vinogradova O.V., Sayenko I.V. et al.Newapproaches to countermeasures of the negative effects of microgravityin long-term space flights. Acta Astronautica, 2006; 59: 13–19.
  23. .la Fougere C., Zwergal A., Rominger A. et al. Real versus imaginedlocomotion: A [18F]-FDG PET-fMRI comparison. NeuroImage,2010; 50: 1589–1598.
  24. Lafleur M.F., Jackson P.L., Malouin F. et al.Motor learning pro-duces parallel dynamic functional changes during the execution andimagination of sequential foot movements. Neuroimage, 2002; 16 (1):142–157.
  25. Lotze M., Montoya P., Erb M. et al. Activation of cortical and cere-bellar motor areas during executed and imagined hand movements: anfMRI study. J Cogn Neurosci, 1999; 11 (5): 491–501.
  26. .McFadyen B., Winter D.A. Anticipatory locomotor adjustments dur-ing obstructed human walking. Neurosci. Res.,1991; 9: 37–44.
  27. Mehta J.P., Verber M.D., Wieser J.A. et al. A novel technique forexamining human brain activity associated with pedaling using fMRI.Journal of Neuroscience Methods, 2009; 179: 230–239.
  28. Nair D.G., Purcott K.L., Fuchs A.Cortical and cerebellar activity ofthe human brain during imagined and executed unimanual and biman-ual action sequences: a functional MRI study. Brain Res Cogn BrainRes, 2003; 15 (3): 250–260.
  29. Penfield W., Boldrey E. Somatic motor and sensory representationin the cerebral cortex of man as studied by electrical stimulation. Brain1937; 60: 389–443.
  30. Righini A., de Diviitis O., Prinster A. et al.Functional MRI: Primarymotor cortex localization in patients with brain tumors. J. Comp. Assist.Tomogr., 1996; 20 (5): 702–706.
  31. Sacco K., Cauda F., Cerliani L. et al.Motor imagery of walking fol-lowing training in locomotor attention. The effect of 'the tango lesson'.NeuroImage, 2006; 32 (3): 1441–9.
  32. Seitz R.J., Hoflich P., Binkofski F. et al. Role of the premotor cortexin recovery from middle cerebral artery infarction. Arch Neurol. 1998;55: 1081–1088

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Kremneva E.I., Chernikova L.A., Konovalov R.N., Krotenkova M.V., Saenko I.V., Kozlovskaya I.B., Chervyakov A.V., 2012

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-83204 от 12.05.2022.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах