Ученые показали, что магнитная стимуляция дорсолатеральной префронтальной коры — области мозга, ответственной за внимание, рабочую память и планирование, — помогает улучшить контроль движений. Исследование было проведено на 30 здоровых добровольцах. Такой подход может сделать реабилитацию людей с неврологическими заболеваниями более эффективной и помочь спортсменам улучшить результаты. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда и опубликовано в журнале Sensors.
Любое движение человека — результат слаженной работы мозга, который сначала строит воображаемую модель движения, затем передает сигнал моторным (двигательным) нейронам. Они, в свою очередь, вызывают сокращения мышц. Все это происходит буквально в один миг, но иногда связь между этапами нарушается в результате повреждения тканей мозга (например, при инсульте или болезни Паркинсона), и возникают двигательные нарушения. Они плохо сказываются на качестве жизни пациента и мешают ему нормально совершать даже бытовые манипуляции.
Ученые и врачи активно разрабатывают методы лечения и восстановления после таких заболеваний. Многие методы реабилитации построены на том, чтобы для начала натренировать представление движения без его совершения и, наоборот, совершение движения врачом или экзоскелетом, а затем наладить связь между этими процессами. Для улучшения реабилитации ученые изучают в том числе влияние транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС, метод стимуляции нервных клеток головного мозга с помощью магнитного поля) на двигательную активность.
Исследователи из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) и Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского (Нижний Новгород) провели эксперимент, в котором 30 испытуемых должны были представлять, как они сжимают кулак. Половине из них в это время прикладывали к лобной области слева (проекции дорсолатеральной префронтальной коры) магнитную установку, которая возбуждала нейроны части мозга, управляющей высшими когнитивными функциями — вниманием, рабочей памятью, планированием и рядом других. Другой половине также прикладывали установку ТМС, но на самом деле префронтальную кору не возбуждали (участники не знали, в какой они группе — это нужно для того, чтобы проверить, действительно ли именно транскраниальная магнитная стимуляция влияет на эффективность выполнения воображаемых движений, и исключить эффект плацебо). Параллельно участникам снимали электроэнцефалограмму (ЭЭГ) с помощью сеточной шапочки с 32 электродами, которая отражает активность разных зон мозга.
Результаты исследования показали, что магнитная стимуляция левой дорсолатеральной части коры головного мозга активирует затылочный тета-ритм — специфический тип мозговой активности, который связан с обработкой информации, восприятием движения и сенсомоторной интеграцией. Также ТМС сокращает время задержки моторного воображения, то есть позволяет увеличить скорость совершения человеком воображаемого движения, что было видно на ЭЭГ. Это происходит за счет повышения концентрации на решении поставленной задачи по представлению движений. У испытуемых, получавших плацебо-ТМС, результативность не улучшилась.
Это демонстрирует потенциальные преимущества ТМС по сравнению с обычной реабилитацией без стимуляции для улучшения моторных навыков и для людей с нарушениями движения после инсульта и при болезни Паркинсона.
«Широко признано, что тренировки с применением интерфейса "мозг — компьютер", основанного на принципе воображения движений, являются эффективным подходом в нейрореабилитационной терапии для людей с нарушениями двигательных функций. В этой перспективе мы видим два основных направления применения эффектов ТМС в современных протоколах нейрореабилитации: подход можно использовать во время тренировок спортсменов и пациентов на реабилитации, чтобы улучшить сфокусированность мозга на определенной активности», — рассказывает Семен Куркин, руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, ведущий научный сотрудник Балтийского федерального университета им. Канта.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
