Cand. Sci. (Med.), senior researcher, Radiology department
к.м.н., с.н.с. отд. нейровизуализации
Cand. Sci. (Med.), senior researcher, Neuroradiology department
к.м.н., с.н.с. отд. лучевой диагностики
D. Sci. (Med.), Head, Radiology department
д.м.н., зав. отд. нейровизуализации
Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is widely applicable for sensorimotor cortex mapping in human. The most challenging fMRI task for researchers is the assessment of locomotion. The aim of our study was to design of a passive motor fMRI paradigm for assess supraspinal control of the skillof walking in normal subjects and in patients with motor neurologic deficit after ischemic stroke. We conducted fMRI in two groups of human subjects: first group – 19 healthy subjects (10 females and 9 males, mean age = 38 [31,5; 60] years), second group – 18 ischemic stroke patients in early recovery period (first 6 months) (6 females, 12 males, mean age = 55,5 [45,5; 64,5] years) with severe and moderate (mean Fugl- Meyer scale score = 22 [15; 28]).The protocol consisted of blocked-design paradigm: plantar stimulation by imitation of slow walking vs rest. Individual and group activation patterns were analyzed using statistical package SPM5. A significant activation (pcorrect<0.05 at cluster level) in first group was observed in the primary and secondary sensorimotor cortex, premotor and dorsolateral prefrontal cortex, in insula. Due to lesion localization second group was subdivided into corticalsubcotrical (CS) and subcortical (S) subgroups. In CS subgroup there was reduce of activation size, more prominent in the affected hemisphere, whereas in S subgroup the extension of activation regions in both hemispheres was revealed, comparing to group 1. It was demonstrated that our passive motor fMRI paradigm of walking imitation with the use of plantar load imitator Korvit can be used to localize the ensorimotor brain areas involved in locomotion in both healthy people and patients. Concerning stroke patients, such an approach can help in understanding the mechanisms of supraspinal control of the skill walking and optimal rehabilitation strategy.
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.