Припущення про "пластичність" мозку [12] вперше опубліковано психологом Вільямом Джеймсом (The Principles of Psichology) в 1890 р.[12], у 1920 р. досліди Карла Лешлі надали докази наявності змін у нейронних структурах макак-резусів, у працях фізіолога Єжи Конорського (Konorski J., 1948) вперше використовується термін "нейропластичність" (НП) [9]. До кінця XX сторіччя в галузі нейронаук переважали погляди на статичність та незмінність структур мозку після досягнення людиною дорослого віку. Вважалось, що стовбур та кора головного мозку не формують нових зв'язків та не змінюють свою структуру [3, 12]. Процеси навчання, пам'яті розглядались переважно в аспекті закріплення сформованих зв'язків. Вивчення функцій гіпокампу, відповідального за процеси фіксації нейро - хімічних слідів пам'яті в корі головного мозку, забування та фільтрацію інформації, показали не тільки функціональну перебудову цієї структури, але й наявність нейрогенезу в лімбічній системі, який, за деякими оцінками (Kirsty Spalding), становить 700 нейронів на добу [8]. На сьогодні незаперечною є не тільки функціональна пластичність мозку, але і морфологічна, в основі якої лежить нейрогенез, тобто "нервові клітини відновлюються". Вважають, що НП - це здатність нервової системи до адаптації під впливом умов зовнішнього і внутрішнього середовища, що реалізується шляхом структурно-функціональних перебудов, має позитивний або негативний ефект [1, З, 12]. Завдяки нейропластичності забезпечується компенсація і можливість відновлення втраченої функції при різних неврологічних захворюваннях. Виділяють декілька типів нейропластичності:

Первинна нейропластичність - це процеси ремоделювання синаптичних зв'язків, спрямованих на оптимізацію функціонування нейрональних мереж у процесах філогенезу й онтогенезу.

Вторинна - компенсаторна функціональна активність мозку при церебральному ушкодженні, що супроводжується порушенням функції.

Вторинна НП може бути розділена на адаптивну і дезадаптивну. Адаптивна нейропластичність має позитивний ефект. Відоме МРТ - дослідження [15] таксистів Лондона виявило суттєве, порівняно з водіями простих маршрутів, збільшення ділянок гіпокампу. НП також може мати негативний вплив (формування ділянок з патологічною активністю при захворюваннях). За швидкістю процесу розрізняють реактивну (безпосередня відповідь нейронів на патологічну дію) і репаративну (є тривалішим процесом, запускає компенсаторно-відновні механізми) нейропластичність [4] (рис.1). Якщо патологічний осередок повністю виключає дієздатність структури, можлива активізація структур, модально не пов'язаних з цією конкретною функцією - перехресно-модальна НП [13, 16]. Наприклад, пацієнти із вродженою сліпотою мають підвищене слухове просторове орієнтування за рахунок додаткової активізації ділянок зорової кори при звуковій стимуляції [8].

Рис. 1. Блок-схема класифікації типів нейропластичності та ії механізмів

Описано такі механізми НП:

- зміна функціональної активності синапсів;

- зміна кількості, протяжності і конфігурації активних синаптичних зон;

- зміна кількості шипиків дендриту в синапсах;

- формування нових синапсів, пов'язане з аксональним або дендритним спраутингом (регенеративним, коллатеральним);

- тривале потенціювання або гальмування, що регулює ефективність синаптичної передачі;

- зміна порогу збудливості потенціалзалежних мембранних каналів;

- компенсаторні можливості метаболізму на мембранному і молекулярному рівнях.

Нейропластичність характеризується здатністю нейронів змінювати свою структуру, свої функції, кількість і типи нейротрансмітерів. Найбільш високий потенціал пластичності має лімбічна система і моторна кора півкуль великого мозку. Були відмічені активні процеси нейропластичності в ділянках таламуса, стовбура, ретикулярної формації, лімбічної системи, а також у гліальних структурах [3, 7, 13, 14]. Методами вивчення нейропластичності є магнітно - резонансна томографія (МРТ), позитронно-емісійна томографія, однофотонна емісійна томографія, електрофізіологічні дослідження, транс - краніальна магнітна стимуляція, гістологічні методи [9, 10]. У клінічній практиці нервових хвороб для оцінки нейропластичності застосовні такі методики, як електроенцефалографія (ЕЕГ), метод викликаних потенціалів (ВП), зокрема когнітивні викликані потенціали (КВП), сомато - сенсорні викликані потенціали (ССВП), функціональна магніто-резонансна томографія (фМРТ) [8]. Перевагою методів ВП є можливість зіставлення компонентів викликаних потенціалів із структурами мозку, що надає змогу оцінити нейропластичні процеси в динаміці лікування (табл.).

Вторинна нейропластичність як основа ефективного лікування неврологічних хворих

При ушкодженні мозку спостерігається деструкція синапсів і нейронів, але активуються компенсаторно-відновні процеси. Зрілі нейрони втрачають здатність ділитися, тому основним резервом відновлення функції нейронних мереж мозку є інтенсивне використання нейронів, що збереглися, реорганізація міжнейронних взаємозв'язків і активація нейроглії [3, 8, 14]. Завдяки тому, що одна й та ж функція має своє представництво в різних ділянках певної області, існує можливість адаптації мозку до ушкодження. Це відбувається за рахунок феномену локальної гіперзбудливості, шляхом активізації сусідніх "запасних" ділянок. При великих патологічних осередках процес відновлення функцій лише за рахунок активізації "запасних" представництв виявляється недостатнім. Тому необхідне залучення інших зон конкретної функціональної мережі - як розташованих навколо вогнища ушкодження, так і віддалених зон іпсілатеральної півкулі [7, 18]. На практиці відомі труднощі при лікуванні пацієнтів з постінсультними, посттравматичними афазіями, коли результати інтенсивних і скоординованих відновних засобів не мають передбачуваного результату, на відміну від реакції зон представництва рухового стереотипу. Так, не відбувається достовірного розширення або заміщення зон мови, хоча виявлена часткова структуризація зони Брока і лівої надкраєвої звивини, а також активація зон недомінантної півкулі [16, 17]. Вірогідно, НП у цих випадках має свої обмеження, залучення нейрональних сітківок для виконання особливих модально-специфічних функцій може в підсумку виявитися принципово неможливим. Характер і механізми таких обмежень є темою наступних досліджень.

Нейропластичність як прикладне поняття в терапії неврологічних хворих

Реабілітація, з урахуванням механізмів нейропластичності, включає повторне виконання певних завдань, що призводить до закріплення необхідного рухового стереотипу. За допомогою методів функціональної нейровізуалізації доведено, що спостереження пацієнтом за певним руховим актом призводить до активації сенсо - моторних ділянок кори головного мозку, те ж саме відбувається при спробах пацієнта уявляти руховий акт або ж при пасивному тренуванні [5, 16]. Досить перспективним вважається використання методу активних рухів "із супротивом". І навпаки, іммобілізація кінцівок здатна призвести до зменшення зони її кіркового представництва [1,16]. Використовується метод транскраніальної магнітної стимуляції (ТМС). При ТМС відбувається активізація або ж навпаки гальмування (залежно від частоти) певних зон кори головного мозку. ТМС здатна швидко і на довгий час активізувати зону МІ, що полегшує відновлення моторних навичок у неврологічних пацієнтів і може бути використана для нейрокогнітивної реабілітації [4, 6, 12]. Високочастотна електрична стимуляція (ВЕС) глибинних ядер сірої речовини головного мозку здатна модулювати функцію кірково-підкіркових трактів, покращуючи рухову, когнітивну і пове - дінкову функції при хворобі Паркінсона, дистонії, есенціальному треморі, у випадках тяжко-курабельного кластерного головного болю, психіатричних захворюваннях, а також при резистентній до лікування епілепсії [19]. Фармакологічні методи стимуляції нейропластичності включають переважно препарати ацетилхолінергічної дії, антидепресанти, ті, що регулюють обмін речовин і мають перспективи розвитку, препарати, що модулюють ендогенну захисну активність.

Основні методи і їх значення в діагностиці нейропластичності

Висновки