Влияние неинвазивной электростимуляции спинного мозга на коррекцию двигательных функций в период реабилитации после инсульта

Введение…………………………………………………………………………...3 Глава 1. Литературный обзор…………………………………………………….7 1.1 Механизмы регуляции мышечного тонуса………………………………….7 1.2 Механизмы регуляции движений…………………………………………...16 1.3 Нарушения двигательных функций при остром нарушение мозгового кровообращения……………………………………………………………...27 Глава 2. Организации и методы исследования………………………………....35 Глава 3. Результаты исследования………………………………………………40 3.1 Влияние чрескожной электростимуляции спинного мозга на регуляцию двигательных функций человека………………………………………………..40 3.2 Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на возбудимость нейронных сетей спинного мозга……………………………………………….45 3.3 Характеристика больных с нарушением мозгового кровообращения……51 3.4 Влияние транскраниальной магнитной и чрескожной электрической стимуляции спинного мозга на коррекцию двигательных функций пациентов в острый период после ишемического инсульта……………………………….62 Глава 4. Обсуждение результатов………………………………………………72 Выводы…………………………………………………………………………...81 Список литературы………………………………………………………………91 ?

1. Физиология движений: Руководство по физиологии. Л.Наука,1976, 375с. 2. Алейникова,В.Н.Думбай,Г.А.Кураев,Г.П. Фельдман. Физиология центральной нервной системы: учебное пособие. Ростов на Дону, Феникс, 2000. 384с. 3. Недоспасов В.О. Физиология центральной нервной системы. М.:ООО УМК «Психология», 2002, 377с. 4. Смирнов В.М., Яковлев В.Н. Физиология центральной нервной системы. Уч. Пос.,М., АСАДЕМА, 2004, 606с. 5. Агаджанян Н.А., Л.З. Телль,В.И. Циркин, С.А.Чеснокова. Физиология человека. СПБ,СОТИС. 2000,527с. 6. Бадалян Л.О. Детская неврология: Учебн. пособие. – М.: МЕДпресс-информ, 2001. – 608 с., ил. 7. Болезни нервной системы: Руководство для врачей: В 2-х т. – Т. 1/Под ред. Н.Н. Яхно, Д.Р. Штульмана. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2003. – 744 с. (а) 8. Болезни нервной системы: Руководство для врачей: В 2-х т. – Т. 2/Под ред. Н.Н. Яхно, Д.Р. Штульмана. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2003. – 744 с. (b) 9. Вегетативные расстройства: Клиника, диагностика, лечение./Под ред. А.М. Вейна. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. – 752 с. 10. Гусев Е.И., Коновалов А.Н., Бурд Г.С. Неврология и нейрохирургия: Учебник. – М.: Медицина, 2000. – 656 с.: ил. – (Учеб. лит. для студ. медвузов). 11. Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней: (Руководство для врачей). – М.: Медицина, 1982, 432 с., ил. 12. Краткий справочник врача-невролога /Под ред. А.А. Скоромца. - СПб, 1999 13. Скоромец А.А., Скоромец Т.А. Топическая диагностика заболеваний нервной системы: Руководство для врачей. – 4-е изд., стереотип. – СПб.: Политехника, 2002. – 399 с.: ил. 14. Топическая диагностика заболеваний и травм нервной системы. Под ред. М.М. Одинака. – СПб. – ДЕАН, 1997. – 216 с. 15. Триумфов А.В. Топическая диагностика заболеваний нервной системы: Учебное пособие. – 12-е изд. – М.: МЕДпресс-информ, 2001. – 304 с. 16. Штульман Д.Р., Левин О.С. Справочник практического врача по неврологии. – М.: Советский спорт, 2001. – 720 с. 17. Федюкович Н.И. Анатомия и физиология человека: учебник/Н.И.Федюкович. – Изд. 23-е стер. – Ростов н/Д; Феникс 2014.-510с. 18. Бернштейн Н.А. Физиология движений и активность. – М.: Наука, 1990. 19. Смирнов В. М. Физиология центральной нервной системы: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В. М. Смирнов, В. Н. Яковлев, В. А. Правдивцев. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 368 с. (С. 146–158). 20. Якупов Р.Н., Котова Е.Ю., Балыкин Ю.М., Машин В.В., Балыкин М.В., Герасименко Ю.П. Влияние чрескожной электростимуляции спинного мозга и механотерапии на возбудимость спинальных нейронных сетей и локомоторные функции пациентов с нарушением мозгового кровообращения., Ульяновский медико–биологический журнал, 2016., - с. 121-128. 21. Транскраниальная церебральная электростимуляция в сочетании с роботизированной механотерапией / Е. А. Канкулова, В.Д. Даминов, Е.В. Зимина, А.Н. Кузнецов // Доктор.ру. 2010. № 8 (59). С. 48-54. 22. Патфизиология: Учебник для мед.вузов под/ред Новицкого В.В. и Гольдберга Е.Д. – М.: Томск., 2006. – с. 654-678, 200-206, 681-704. 23. Патологическая физиология: Учебник п/р Зайко Н.Н. и Быця. – 2-е изд. – М.: МЕДпресс-информ, 2004. – с. 568-605. 24. Патофизиология: Учебник для мед.вузов под/ред. Новицкого В.В. и Гольдберга Е.Д., Уразова О.И. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2009. 25. Патофизиология. Основные понятия: Учебное пособие под/ред. Ефремова А.В. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2008. – с. 229-247. 26. Мусиенко П.Е., Богачева И.Н., Герасименко Ю.П. Значение периферической обратной связи в генерации шагательных движений при эпидуральной стимуляции спинного мозга. Российский физиологический журнал им. Сеченова И.М. 2005; 95 (12). 27. Городничев Р.М., Пивоварова Е.А., Пухова А.М., Моисеев С.А., Савохин А.А., Мошонкина Т.Р., Щербакова Н.А., Килимник В.А., Селионов В.А., Козловская И.Б., Эджертон Р., Герасименко Ю.П. Чрескожная электрическая стимуляция спинного мозга: неинвазивный способ активации генераторов шагательных движений у человека. Физиология человека. 2012; 38 (2): 46-56. 28. Белова А.Н. Нейрореабилитация. Руководство для врачей. М 2003; С.729 29. Бернштейн Н.А. О построении движений / Н.А. Бернштейн. - М., 1947. - 255 с. 30. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности / Н.А. Бернштейн. - М.: Медицина, 1966. - 349 с. 31. Гранит, Р. Основы регуляции движений / Р. Гранит. - М.: Мир, 1973. - 368 с. 32. Коц, Я.М. Организация произвольного движения: нейрофизиологические механизмы / Я.М. Коц. - М.: Наука, 1975. - 248 с. 33. Персон, Р.С. Спинальные механизмы управления мышечным сокращением / Р.С. Персон. - М.: Наука, 1985. - 184 с. 34. Сологуб, Е.Б. Корковая регуляция движений человека / Е.Б. Сологуб. - Л.: «Медицина», 1981. - 183 с. 35. Щербакова, Н.А. Неинвазивный метод управления спинальными локомоторными сетями человека / Н.А. Щербакова, Т.Р. Мошонкина, А.А. 126 Савохин, В.А. Селионов, Р.М. Городничев, Ю.П. Герасименко // Физиология человека. – 2016. - Том 1, № 42. – С. 73-81. 36. Бернштейн Н. А. Физиология движений и активность / под ред. О. Г. Газенко ; изд. подгот. И. М. Фейгенберг ; редкол. : А. А. Баев (пред.) и др.; АН СССР. — М. : Наука, 1990. — 494, [1] с. : 1 л. портр., ил. — (Классики науки). — Библиогр.: с. 480-487. — Имен. указ.: с.488-491. 37. Физиология человека. 3 тома. Под ред. Шмидта Р. Т Тевса Г.// М. МИР – 2005 г. 38. Ворлоу Ч.П., Денис М.С., Ван Гейн Ж. и др. // Инсульт: Практ. рук. для ведения больных: Пер. с англ. – СПб.: Политехника, 1998. – 629 с. 39. Гольдблат Ю.В. Дифференцированные методики комплексного восстановительного лечения постинсультных больных с двигательными нарушениями // В кн.: Восстановительная терапия постинсультных больных. Под ред. Демиденко Т.Д. – Л., 1974. – с. 17- 40. Гусев Е.И., Мартынов М.Ю., Ясманова А.Н. Этиологические факторы и факторы риска хронической сосудистой мозговой недостаточности и ишемического инсульта // Ж. неврол. и психиатр. им. Корсакова С.С. 2001. Вып. 1. – с. 41-46. 41. Дамулин И.В., Парфенов В.А., Скоромец А.А., Яхно Н.Н. Нарушения кровообращения в головном и спинном мозге. // В кн.: «Болезни нервной системы. Руководство для врачей». Яхно Н.Н., Штульман Д.Р. (ред.). – М.: «Медицина». – 2005. –с. 231-302. 42. Герасименко Ю.П. Генераторы шагательных движений человека: спинальные механизмы их активации. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2002; 36 (3): 14-24. 43. Шевченко О.П., Праскурничий Е.А., Яхно Н.Н., Парфенов В.А. «Артериальная гипертония и церебральный инсульт». – М.: 2001. 44. Дружинина В.В., Колупаев М.А., Мельчакова А.А., Политова Я.А., Соколова Д.Ю., Пономаренко Е.В. Патофизиология и его лечение // Международный студеньческий научный вестник. – 2018 №4-2 – С. 228-231. 45. Яфарова Г.Г., Милицкова А.Д., Шульман А.А., Спиридонова К.Н., Бикчентаева Л.М. Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на ответы мышц голени, вызванные чрескожной электрической стимуляцией спинного мозга // Практическая медицина. – 2017. – № 8. – С. 201–205. 46. Супонева Н.А., Бакулин И.С., Пойдашева А.Г., Пирадов М.А. Безопасность транскраниальной магнитной стимуляции: обзор международных рекомендаций и новые данные. Нервно-мышечные болезни. 2017; 7 (2): 21–36. 47. Григорьев А.И., Козловская И.Б., Шенкман Б.С. Роль опорной афферентации в организации тонической мышечной системы // Росс. физиол. ж. им. И.М. Сеченова. - 2004. - Т. 90, №5. - С. 508-521. 48. Мошонкина Т. Р., Мусиенко П. Е., Богачева И. Н., Щербакова Н. А., Никитин О.А., Савохин А.А., Герасименко Ю. Регуляция локомоторной активности при помощи эпидуральной и чрескожной электрической стимуляции спинного мозга у животных и человека // Ульяновский медико-биологический журнал. – 2012. – № 3. – С.129-137. 49. Сеченов И.М. Физиология нервных центров. – М.: Изд-во АМН СССР, 1952. – С.236. (Из лекций, чит. в Собрании врачей в Москве в 1889-1890 гг.) 50. Orlovsky G.N., Deliagina T.G., Grillner S. Neuronal Control of Locomotion. Oxford Univ. Press, 1999. 51. Vinay L., Grillner S. Spinobulbar neurons convey information to the brainstem about different phases of the locomotor cycle in the lamprey. Brain Res. 1992. 582(1): 134–138. 52. Davis W.J., Kovac M.P. The command neuron and the organization of movement. Trends Neurosci. 1981. 4(3): 73–76. 53. Dimitrijevic, M.R. Evidence for a spinal central pattern generator in humans / M.R. Dimitrijevic, Y. Gerasimenko, M.M. Pinter //Ann. N. Y. Acad. Sci. - 1998. - V. 860. - P. 360-376. 54. Edgerton, V.R. Training Locomotor Networks / V.R. Edgerton et al. // Brain Res Rev. – 2008. – V. 57, № 1. – Р. 241-254. 55. Gerasimenko, Y.P. Initiation and modulation of locomotor circuitry output with multisite transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord in noninjured humans / Y. P. Gerasimenko et al. // J Neurophysiol. - 2015. - V. 113. – Р. 834-842. 56. Courtine G, Gerasimenko Y, van den Brand R, et al. Transformation of nonfunctional spinal circuits into functional states after the loss of brain input. Nat Neurosci. 2009;12(10):1333–1342. doi:10.1038/nn.2401 57. Barthe?lemy D, Leblond H, Rossignol S (2007) Characteristics of mechanisms of locomotion induced by intraspinal microstimulation and dorsal root stimulation in spinal cats. J Neurophysiol 97:1986 –2000. CrossRef. 58. Shapkov IuT, Shapkova EIu (1998) Spinal locomotor generators in humans: problems in assessing effectiveness of stimulations [in Russian]. Med Tekh 4:24 –27. 59. Roth E., Harvey R. Rehabilitation of stroke syndromes // Braddom R. (ed) Physical medicine and rehabilitation - USA: W. B. Saunders company, 1996/ - p. 1053-1087. 60. Minassian K., Persy I., Ratty F., Dimitrijevic M.R., Hofer C., Kern H. Posterior root-muscle reflexes elicited by transcutaneous stimulation of the human lumbosacral cord. Muscle Nerve. 2007; 35 (3): 327-336. 61. Dingu N.// Electrical stimulation able to trigger locomotor spinal circuits also iduces dorsal horn activity// N. Dingu, G. Taccola, R. Deumens// Neuromodulation. – 2006. - №1. – p. 38-45 62. Cengic L.// Motor and cognitive impairment after stroke// L. Cengic, V. Vueletic, M. Karlick, M. Dekanovic, V. Demarin// Acta clin Croatia. – 2011. - №50. – p. 463-467 63. Grillner S. Control of locomotion in bipeds, tetrapods and fish. // In: Handbook of Physiology. Sect 1, Vol. 2. The Nervous System, Motor Control. 1981. - P.1179-1236. 64. Sherrington C.S. The integrative action of the nervous system. // London: New Haven Yale Univ. Press, 1906. 65. Gupta N., Pandey S. Post-thalamic stroke movement disorders: a systematic review. Eur Neurol. 2018- p. 303-314 66. Griffiths R.I. Shortening of muscle fibres during stretch of the active cat medial gastrocnemius muscle: the role of tendon compliance. The journal of physiology. 1991. – p. 219-236. 67. Roy F.D., Bosgra D., Stein R.B. Interaction of transcutaneous spinal stimulation and transcranial magnetic stimulation in human legs muscle // Experimental brain research. – 2014. – 6. – P. 1717–1728. 68. Rossi S., Hallett M., Rossini P.M., Pascual-Leone A. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin. Neurophysiol. 2009; 120 (12): 2008–2039. 69. Gerasimenko Y. P., Roy, R.R., Edgerton, V.R., 2008. Epidural stimulation: comparison of the spinal circuits that generate and control locomotion in rats, cats and humans. Exp. Neurol. 209, 417–425. 70. Musienko P.E., Pavlova N.V., Selionov V.A., Gerasimenko Y.P. Locomotion induced by epidural stimulation in decerebrate cat after spinal cord injury. Biofizika. – 2009.- 54:293–300. 71. Guyton J.E., Hall. Textbook of Medical Physiology. 2010. P. 1120 72. Dietz V. Spinal cord pattern generators for locomotion. Clin Neurophysiol 114:1379, 2003. 73. Garwicz M. Spinal reflexes provide motor error signals to cerebellar modules — relevance for motor coordination. Brain Res Brain Res Rev 40:152, 2002. 74. Grillner S. The motor infrastructure: from ion channels to neuronal networks. Nat Rev Neurosci 4:573, 2003. 75. Alitto H.J., Usrey W.M. Corticothalamic feedback and sensory processing. Curr Opin Neurobiol 13:440, 2003. 76. Angelaki D.E., Dickman J.D. Gravity or translation: central processing of vestibular signals to detect motion or tilt. J Vestib Res 13:245, 2003. 77. Barmack N.H. Central vestibular system: vestibular nuclei and posterior cerebellum. Brain Res Bull 60:511, 2003. 78. Blake D.T., Byl N.N., Merzenich M.M. Representation of the hand in the cerebral cortex. Behav Brain Res 135:179, 2002. 79. Boyle R. Vestibulospinal control of reflex and voluntary head movement. Ann N Y Acad Sci 942:364, 2001. 80. Cullen K.E., Roy J.E. Signal processing in the vestibular system during active versus passive head movements. J Neurophysiol 91:1919, 2004. 81. Garwicz M. Spinal reflexes provide motor error signals to cerebellar modules — relevance for motor coordination. Brain Res Brain Res Rev 40:152, 2002. 82. Johansen-Berg H. Motor physiology: a brain of two halves. Curr Biol 13:R802, 2003. 83. Raineteau O., Schwab M.E. Plasticity of motor systems after incomplete spinal cord injury. Nat Rev Neurosci 2:263, 2001. 84. Raphael Y., Altschuler R.A. Structure and innervation of the cochlea. Brain Res Bull 60:397, 2003. 85. Robles L., Ruggero M.A. Mechanics of the mammalian cochlea. Physiol Rev 81:1305, 2001. 86. Salenius S., Hari R. Synchronous cortical oscillatory activity during motor action. Curr Opin Neurobiol 13:678, 2003. 87. Sanes J.N. Neocortical mechanisms in motor learning. Curr Opin Neurobiol 13:225, 2003. 88. Schieber M.H. Motor control: basic units of cortical output? Curr Biol 14:R353, 2004. 89. Scott S.H. The role of primary motor cortex in goal-directed movements: insights from neurophysiological studies on non-human primates. Curr Opin Neurobiol 13:671, 2003. 90. Umilta M.A. Frontal cortex: goal-relatedness and the cortical motor system. Curr Biol 14:R204, 2004. 91. Yates B.J., Miller A.D., Lucot J.B. Physiological basis and pharmacology of motion sickness: an update. Brain Res Bull 47:395, 1998. 92. Brooks V.B., Thach W.T. Cerebellar control of posture and movement. In: Handbook of Physiology, Sec. I, Vol. II. Bethes- da: American Physiological Society, 1981, p. 877. 93. de Zeeuw C.I., Strata P., Voogd J. The Cerebellum: From Structure to Control. Amsterdam: Elsevier, 1997. 94. Keifer J., Houk J.C. Motor function of the cerebellorubrospinal system. Physiol Rev 74:509, 1994. 95. Haines D.E. Fundamental Neuroscience. New York: Churchill Livingstone, 1997. 96. Brandt D.J., Th. Visual-vestibular interaction and motion perception. In: Cerebral control of eye movements and motion perception. J.Dichgans, E.Bizzi (Eds.), Basel-New York: S.Karger, 1972, p.327-338. 97. Elner A.M., Popov K.E., Gurfinkel V.S. Changes of the stretch-reflex state during the muscle activity in man. Agres-sologie, 1972, 13, D, p.19-23. 98. Patestas M.A., Gartner L.P. Textbook: Neuro anatomy. 2016. P.- 547. 99. Simon R.P., Aminof M.J., Greenberg D.A. Clinical Neurology. 2018. P.- 447. 100. Flemming K.D., Jones Jr L.K. Mayo clinic neurology board review. 2015. P.- 441. 101. Carter R., Aldridge S., Page M., Parker S. The human brain. 2019. P.- 266. 102. Luis E.D., Mayer. S.A., Rowland L.P. Merritts neurology. 2015. P.- 2669. 103. Shapkova E. Yu. // Spinal electrostimulation of walking movements as a method for recovery of locomotor activity in patients with vertebrogenic myelopathy// E.Yu. Shapkova, A. Yu. Mushkin// Biomedical engineering. - 2002.- №6. – p. 331-334 104. Shapkov L.// Electrostimulationof the spinal cord as a method of inducing locomotor activity in children (clinical aspects and technical problems)// L. Shapkov, E. Yu. Shapkova, A. Yu. Mushkin// Article in Russian. – 1996. - №4. – p. 3-5 105. Balykin M.V., Yakupov R.N., Mashin V.V., Kotova E.Y., Balykin Y.M., Gerasimenko Y.P. The influence of non-invasive electrical stimulation of the spinal cord on the locomotor function of patients presenting with movement disorders of central genesis // Voprosy kurtolologii, fizioterapii, i lechebnoi fizicheskoy kultury. – 2017. – № 4. – P. 4–9.

Глава 1. Литературный обзор. 1.1 Механизмы регуляции мышечного тонуса. Для удовлетворения физиологических потребностей организма, человек обязан осуществлять перемещение в пространстве. Для перемещения человек использует разные вида движения: рефлекторные, локомоторные и произвольные. Характеристики всех видов движения зависят от мышечного тонуса, который в свою очередь зависит от положения тела (). Даже в покое скелетные мышцы редко бывают полностью расслаблены, сохраняя относительный мышечный «покой», не сопровождающееся признаками утомления и называемое мышечным тонусом. Мышечный тонус регулируется несколькими уровнями центральной нервной системы: спиномозговыми, стволовыми и центрами корковых и подкорковых структур (Шмидт Р. Т., Тевс Г., 2005; Guyton J.E., Hall. 2010). 89278013997 Этот тонус имеет рефлекторную природу. Доказать это можно, нарушив связь мышцы с ЦНС (спинным мозгом), перерезав задние чувствительные корешки у лягушки (опыт Бронжеста) при этом тонус мышц задней лапки исчезает. Следовательно, тоническое напряжение мышца сохраняет только до тех пор, пока она связана со спинным мозгом (Персон, Р.С., 1985). В передних корешках спинного мозга расположена главная структура управляющая скелетными мышцами – альфа-мотонейроны, аксоны которых являются единственным каналом, соединяющим нервную систему со скелетными мышцами. Только возбуждение альфа-мотонейронов приводит к активации мышечных волокон (Гранит Р.,1973.).