Флаг и герб

Приоритетные национальные проекты России
"Фонд поддержки стратегических исследований и инвестиций УрФО"

Перейти на основной сайт
ИА ИНВУР Логотип Инновационного портала УрФО

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг ресурсов "УралWeb"

Rambler's Top100



ГОРИЗОНТЫ НАУКИ: НЕЙРОДИАГНОСТИКА, НЕЙРОМОДУЛЯЦИЯ, НЕЙРОТЕРАПИЯ

Добавлено: 2014-10-04, просмотров: 896



Источник: МЕД-инфо, Александра Яковлева

Беседа с Юрием Дмитриевичем Кропотовым, заведующим лабораторией нейропрограммирования действий Института Мозга Человека РАН, доктором биологических наук, профессором, президентом Европейского общества нейрорегуляции, лауреатом Государственной премии СССР.

Мозг и нервная система таят множество загадок, которые предстоит решить исследователям. Но уже сегодня нейронаука располагает методами, которые позволяют изучать, настраивать и корректировать работу мозга. О таких достижениях, как нейродигностика, неймодуляция и нейротерапия МЕД-инфо рассказывает Юрий Дмитриевич Кропотов, заведующий лабораторией нейропрограммирования действий Института Мозга Человека РАН, доктор биологических наук, профессор, президент Европейского общества нейрорегуляции, лауреат Государственной премии СССР.

«Даже на протяжении одной человеческой жизни мы с вами отмечаем, что уровень медицины и качество нашей жизни значительно улучшились Это, естественно, отразилось в практически двукратном (по сравнению с 1926 годом) увеличении продолжительности жизни россиян. В развитых станах продолжительность жизни растет в среднем на 2 года за десятилетие. Как это ни парадоксально звучит, но успехи борьбы со старением приносят значительно больший экономический эффект, чем победы над раком и сердечными заболеваниями.

Однако кроме физического есть и психическое здоровье. Согласно определению Всемирной Организации Здравоохранения, психическое здоровье — это состояние благополучия, при котором человек может реализовать свой собственный потенциал, продуктивно работать и справляться со стрессами. Быть здоровым, как в физически, так и психически, становится популярным, а на смену фитнесу приходит велнес (от английского слова wellness — «хорошее самочувствие» или «благополучие») — это концепция здорового образа жизни, основанная на сочетании физического и психического здоровья. Главная задача велнеса— предотвращение и профилактика болезней, а также замедление процессов старения, как внешних, так и внутренних. Велнес— это философия благополучия человека во всех сферах его бытия: духовной, социальной и физической. Тот, кто живет согласно с философией велнеса, удачен, полон энергии, оптимистичен и бодр вне зависимости от возраста. Он уделяет внимание внешнему виду своего тела, следует принципам здорового питания, оптимально дозирует физические нагрузки.

В ногу с предложениями велнеса шагает такая область хирургии, как огранопластика, она включает пересадку органов и тканей с лечебной целью. Уже сейчас можно заменить сердце, печень, почки. Бурно развивается имлантация органов.

Согласно определению Всемирной Организации Здравоохранения, психическое здоровье — это состояние благополучия, при котором человек может реализовать свой собственный потенциал, продуктивно работать и справляться со стрессами.

Однако нельзя заменить мозг, и это принципиально. Нейронные клетки мозга хранят память обо всех событиях жизни, отвечают за привычки, предпочтения, профессиональные и житейские навыки. Человек всю жизнь живет с одним мозгом, отсюда вытекает необходимость заботиться о нем, холить, лелеять, оберегать его, тренировать.

Мозг, составляя всего 2% от общего веса тела, потребляет 25% вдыхаемого кислорода, он контролирует выработку основных гормонов, позволяет нам воспринимать мир во всех его красках, определяет, кого мы любим, а кого ненавидим, позволяет преодолевать трудности, бороться со стрессом, контролирует поведение, определяет выбор профессии, спутника жизни...

Неправильное развитие мозга может сильно повлиять на качество жизни. Одно из достижений нейронаук заключается в доказательстве того факта, что развитие мозга определяется сложным взаимодействием генов и факторов окружающей среды. Было выявлено, что вероятность заболевания, к примеру, шизофренией, у одного однояйцевого близнеца (при условии наличия этой болезни у другого близнеца с тем же наборов генов) всего 48%. Это значит, что ведение оптимального для данного организма образа жизни может существенно снизить вероятность заболевания.

Симптомы шизофрении проявляются, как правило, в юности: 90% процентам заболевших был поставлен диагноз «синдром нарушения внимания с гиперактивностью» в детстве. Этот синдром, характеризующийся повышенной активностью, невнимательностью и импульсивностью, часто связан с замедлением формирования связей в лобных отделах коры, ответственных за контроль поведения. Сидром нарушения внимания обнаруживается у 4–15 % всего детского населения. В зрелом возрасте на первый план выходят расстройства эмоционального плана, такие как тревожные состояния, депрессия. Например, в США депрессия поражает около 10% населения.

В пожилом возрасте вероятность заболевания старческим слабоумием, в том числе болезнью Альцгеймера, возрастает в прогрессивной зависимости от прожитых лет. При этом в первую очередь страдают области мозга, ответственные за память. Так, в возрасте от 75 до 84 лет вероятность заболевания достигает 19%, а в возрасте больше 84 лет до 42%.

Таким образом, мы видим, что мозг дает сбои в достаточно большом числе случаев. Американские ученые подсчитали, что в течение жизни по крайней мере половина населения страны вынуждена обращаться к психиатру или соответствующему специалисту, причем в большинстве случаев причины сбоев кроются уже в юношеском возрасте.

Значит ли это, что можно предсказать, по какому вероятному сценарию будет развиваться мозг, причем сделать это задолго до появления клинических симптомов? На протяжении многих десятилетий ученые пытались решить эту проблему поиском так называемых нейромаркеров — объективно измеряемых показателей работы мозга, которые позволяют отличить оптимальную работу нейронов мозга от неоптимальной, болезнь от здоровья. В качестве возможных нейромаркеров наука предлагает большой арсенал средств, начиная от показателей локального кровоснабжения мозга, измеряемого с помощью магнитно-резонансной томографии и позитронно-эмиссионной томографии, и заканчивая электрической активностью отдельных нейронов мозга, регистрируемой с электродов, имплантируемых в мозг по лечебно-диагностическим показаниям.

Однако исследования последних лет показали, что наиболее надежными и точными показателями являются биоэлектрическая активность мозга, регистрируемая с электродов, накладываемых на поверхность головы. Дело в том, что языком мозга являются электрические сигналы, которыми клетки мозга обмениваются между собой в процессе восприятия мира, формирования двигательных действий и мыслей, в процессе эмоциональной оценки событий. Хотя электрическая активность мозга у человека была зарегистрирована впервые более 80 лет назад, до последних лет ученым было трудно разобраться в сложных рисунках этих потенциалов.

Главная проблема заключалась в том, что показатель (потенциал), снимаемый с определенного электрода на поверхности головы, за счет высокой проводимости нервной ткани представляет собой сумму электрических потенциалов, генерируемых в различных удаленных областях мозга и связанных с различными процессами. Образно говоря, находясь в людном месте, где все говорят одновременно, очень трудно выделить голос одного человека. Понадобились годы труда множества математиков и физиков для разработки необходимого математического аппарата.

Ученым из Института мозга человека РАН удалось применить полученный математический аппарат для анализа биоэлектрической активности мозга. В рамках научных проектов Европейского экономического сообщества и на средства частных инвесторов была собрана огромная база данных, включающая поведенческие и электрофизиологические параметры более 1 тыс. здоровых испытуемых в возрасте от 7 до 90 лет и примерно такого же числа больных различными нервно-психическими заболеваниями, в том числе синдромом нарушения внимания и гиперактивности, шизофренией, аутизмом, дислексией, депрессией, тревожными и навязчивыми состояниями, травмой мозга, деменцией.

Создана методика, позволяющая записать спонтанные и вызванные потенциалы мозга, извлечь из этих потенциалов параметры различных мозговых процессов и не только сравнить их с нормативными данными, но и оценить риск развития того или иного заболевания.

Это важное, но не основное преимущество методики и методологии, разработанной в Институте мозга человека РАН. Дело в том, что большинство людей не использует ресурсы своего мозга на полную силу. Практически каждый из нас хотел бы улучшить память, обострить внимание, повысить трудоспособность мозга. И в этих случаях разработка приходит на помощь. Зависимость любой функции мозга от уровня активности системы, ее обеспечивающей, схематически представляется в виде одногорбной кривой: эффективность системы низка при слишком слабом или сильном уровне активности и оптимальна при среднем уровне активности. Одна из задач обследования состоит в определения положения мозга испытуемого на кривой эффективности.

Однако недостаточно знать, что определенная часть мозга работает неэффективно, или что в мозгу уже зреют причины будущих заболеваний, надо еще уметь их корректировать. И здесь на помощь приходят успехи нейронаук в области нейромодуляции и нейротерапии. Нейромодуляция и нейротерапия — две взаимодополняющие новые отрасли клинических нейронаук, они представляют собой набор средств для стимуляции-модуляции нейронов головного мозга. Эти средства делятся на имплантируемые в мозг и не требующие каких-либо инвазий в нервную ткань. Стереотаксическая имплантация электростимуляторов мозга относится к нейрохирургии и не являются предметом настоящей статьи. Нехирургические средства включают в себя разнообразные методы биологической обратной связи и транскраниальной электрической и магнитной стимуляции мозга.

При биологической обратной связи сигнал рассогласования между оптимальным и текущим характером биоэлектрической активности мозга предъявляется на экране компьютера в игровой форме. Задача испытуемого заключается в произвольном, волевом уменьшении этого сигнала. Это непростая задача, но через 2–3 сеанса большинство людей в состоянии достичь положительных результатов.

Нейромодуляция и нейротерапия — две взаимодополняющие новые отрасли клинических нейронаук, они представляют собой набор средств для стимуляции-модуляции нейронов головного мозга.

При транскраниальной стимуляции электрический ток проводится через покровы и кости черепа в кору головного мозга по схеме, определяемой процедурой нейродиагностики. Слабые токи воздействуют на способность нейронов перерабатывать информацию и оказывают модуляционный эффект, активируя или тормозя корковые области мозга.

В последние 20 лет отмечается бурный рост использования методик нейромодуляции в лабораториях и клиниках. Так, например, если в Американской Национальной Библиотеке по Медицине, которая включает в себя все научные работы в мире, в 2001 году было зарегистрировано всего 4 публикации по транскраниальной электрической стимуляции мозга, то в 2013 году таких статей было уже 364, практически в 100 раз больше. В этих работах представлен колоссальный опыт применения электрической стимуляции мозга для коррекции различных нарушений мозговой активности, вызванных инсультами, депрессией, тревогой и так далее. То же касается и метода биологической обратной связи, которая уже признана во многих странах мира как эффективная терапия при синдроме нарушения внимания и других психических расстройствах. При правильном применении обе эти методики практически не дают побочных эффектов, не имеют противопоказаний и приводят к стойким положительным результатам.

Недостаточно знать, что определенная часть мозга работает неэффективно, или что в мозгу уже зреют причины будущих заболеваний, надо еще уметь их корректировать

Важно, что методы нейро-терапии и нейромодуляции используются не только для лечения, но и для профилактической коррекции и оптимального функционирования мозга у здоровых людей. Во всем мире создаются лаборатории нейрокоррекции и нейромодуляции , в том числе в ассоциациях различных видов спорта, таких как гольф, футбол, стрельба. Именно нейротерапии своими выдающимися успехами обязана сборная Канады на зимних Олимпийских играх в 2010 году. Методы нейротерапии используется также для достижения пика формы в профессиональной деятельности, не связанной со спортом, а также для целей велнеса.

В российской науке фундаментальные работы в области нейромодуляции связаны с именами Владимира Сергеевича Русинова, Николая Николаевича Василевского,Генриха Армаисовича Вартаняна, Натальи Васильевны Черниговской, Натальи Петровны Бехтеревой. В нашей лаборатории проводятся фундаментальные исследования в области функциональных нейромаркеров, разработанная нами методология нейродиагностики и нейрокоррекции успешно используется в 15 странах мира, включая США, Австралию, Англию, Швейцарию, Норвегию, Израиль и Польшу.