Найти тему
biomera

Применение процедур с биоуправлением по опорной реакции в медицинской реабилитации. Теоретические аспекты.

Накопленные сведения о пользе в клинической практике упражнений с биологической обратной связью по опорной реакции — реализуемой с помощью стабилометрического оборудования [например: Устинова, Черникова, Иоф- фе, 2001; Силина, Комаров и др., 2014; др.] способствовали расширяющемуся применению и постепенному введению процедур данного типа в национальные стандарты медицинской помощи. Позитивное влияние на пациента различных типов двигательных процедур (например, «constraint- induced movement therapy») в настоящее время обычно объясняют нейропластичностью [Taub, 2014], что актуализирует исследования в этом направлении [Черникова и др., 2013]. Эффект тренингов с биоуправлением по опорной реакции имеет не только отсроченные проявления, связываемый с феноменом нейропластичности, но и быстрые, которые могут заключаться, например, в улучшении позного контроля. Так, например, в недавнем исследовании4 были отмечены признаки изменения функционального состояния здоровых добровольцев сразу после сеанса биоуправления по опорной реакции, которые с позиций представлений о «нейропластичности» Ю. Конорского (ученика И.П. Павлова), можно было бы определить, как проявления «драйвов».

Особенность «драйвов» — общая мобилизация двигательной активности, а процессы, связанные с ними, могут длиться и после окончания мотивированного поведенческого акта. В проведенном эксперименте, который включал тест Ромберга до и после сеанса биоуправления по опорной реакции, устойчивость позы по данным стабилометрии и центральные параметры по ЭЭГ у здоровых добровольцев менялись. На рисунке 6, в качестве примера, представлено, как менялась индивидуальная топография ЭЭГ в ответ на закрывание глаз до и после сеанса биоуправления по опорной реакции.

Изменения функционального состояния были заметны также по динамике одного из наиболее информативных параметров стабилометрического исследования — «индекса

Рисунок 6. Распределение мощности сигналов частотного диапазо- на 8-13 Гц у одного из добровольцев при проведении пробы Ромбер- га до и после выполнения двигательной задачи с биоуправлением. Пояснения в тексте. Источник: исследование по гранту РФФИ № 14-34-50797
Рисунок 6. Распределение мощности сигналов частотного диапазо- на 8-13 Гц у одного из добровольцев при проведении пробы Ромбер- га до и после выполнения двигательной задачи с биоуправлением. Пояснения в тексте. Источник: исследование по гранту РФФИ № 14-34-50797

энергозатрат» 5 для фаз с закрытыми глазами. Учет «быстрых» эффектов тренингов с биоуправлением может быть полезен для повышения эффективности восстановительного лечения.

При рассмотрении управления позой тела как целенаправленного действия, можно отталкиваться от функциональных концепций, заложенных в 1930-е годы, таких как, например, «теория функциональных систем» П.К. Анохина [1949] или «физиология активности» Н.А. Бернштейна [1967]. К достоинствам таких общих подходов, полагаем, здесь следует, как минимум, отнести следующее: 1) возможность логичного интегрирования в единую концепцию признаков центральных (мозговая активность) и периферических (изменения позы) процессов; 2) использование понятия «результат», «цель» как системообразующего для различных физиологических состояний, характеризующих управление телом. То есть, главным для физиологической интеграции является достигаемый, планируемый, предвосхищаемый, желаемый результат. При этом динамизм работы мозга связан также с его модуляцией многочисленными афферентными сигналами (информация от различных сенсоров, обратная связь) и их обработкой — «афферентным синтезом». По Анохину, мозг организует любой приспособительный акт таким образом, чтобы в нём всё «неспецифическое» в смысле облегчающего, вспомогательного действия, было всегда включено в «специфическое», которое уже определяет точность приспособительного результата, тонкость координации, что отражается, в том числе, в параметрах ЭЭГ [Anokhin, 1961]. При таком подходе эффективное управление позой тела может рассматриваться также как особая модель организации мозговой активности, где можно оценить результат (по выполнению инструкции, в том числе специфической) и исследовать показатели церебральных процессов.

Предлагаемые сегодня взгляды на специфическую активность мозга как на мультисенсорную интеграцию [например: Alvarado et al., 2008; Rowland et al., 2013], новое экспериментальное оборудование (в том числе, «виртуальная реальность»)

и накопленные фактические данные также могут быть применены для изучения механизмов управления позой тела и движением [например: Ohmi, 1996; Mergner et al., 2005; Chastan et al., 2010; Campos et al., 2012]. Поступлению или ограничению визуальной сигнализации, играющей важную роль в общем афферентном потоке при регуляции позы и управлении движением, соответствует специфическая активность мозга, проявляющаяся в ЭЭГ — в частности, феномен альфа-активности. Возможным основанием для объяснений физиологических механизмов здесь являются, например, теории нейронных сетей [von der Malsburg et al., 1982; др.], предполагающие специфическую интеграцию поступающих в мозг сигналов — при различном вкладе («весе») зрительной и иной сигнализации [McIntyre et al., 2008; Butler et al., 2011; Klefenz et al., 2013], и, соответственно, при различных стратегиях церебральной обработки информации.

Хорошо известное влияние зрения на постуральный баланс демонстрирует «второй слой» в модели распределенной работы нейронной сети (вариант: специфической функциональной системы), обеспечивающей управление движением — один из её периферических компонентов: здесь это роль патологической либо измененной афферентации от глаз [Mergner T et al., 2000; Raffi M et al., 2013; Matsuo T et al., 2013; Кубряк, Гроховский, 2015]. Также хорошо известно и широко исследуется модулирующее, стабилизирующее и «замещающее» влияние зрительной сигнализации на поддержание позы, ярко проявляющееся при нейродегенеративных процессах — например, при болезни Паркинсона [Bronstein et al., 1990; Azulay et al., 2002; Czechowicz et al., 2011; Suarez et al., 2011; Colnat-Coulbois et al., 2011]. Роль зрения очевидна и для спортивных результатов, и для успешности физической реабилитации, и, заключается не только в пространственной ориентации собственного тела, но и в контроле различных манипуляций [Kazennikov OV et al., 2013], а также в обосновании специфических тестов для врачебного и функционального контроля в различных спортивных и прикладных дисциплинах [Diener et al., 1988; Fitzgerald, 1996; Paillard et al., 2002; Paillard et al., 2011; Moore et al., 2013]. Соответственно, естественная связь альфа-активности в ЭЭГ, включенности зрения, управления позой, предоставляет широкое поле для исследований организации целенаправленного управления движениями в свете различных теорий — как более «старых», развившихся в середине XX века; так и в относительно «новых», отличающихся большим аналитизмом концепций: теорий нейронных сетей, нейропластичности, hebbian models и байесовских (статистических) моделей, мультисенсорной интеграции [например: Hebb, 1951; Cuppini et al., 2011, 2012].

Использование ранее разработанных концепций (например, один из вариантов — на рисунке 7) позволяет объяснять эффект процедур с биоуправлением по опорной реакции, строить обоснованные прогнозы и формирует теоретическую основу управления процессом реабилитации.

Рисунок 7. Классическая схема функциональной системы как аппара- та саморегуляции по П.К. Анохину. Обозначения: E — конечный полезный эффект функциональной системы;
Е1 и Е2 — отклонения конечного полезного эффекта системы под влиянием различных воздействий; R — рецептор функциональной системы, точно приспособленный к свойствам полезного эффекта. Различные типы линий символизируют множественность путей компенсации, по которым отклоняющиеся полезные эффекты воз- вращаются к норме.
Адаптировано: [Анохин, 1968]
Рисунок 7. Классическая схема функциональной системы как аппара- та саморегуляции по П.К. Анохину. Обозначения: E — конечный полезный эффект функциональной системы; Е1 и Е2 — отклонения конечного полезного эффекта системы под влиянием различных воздействий; R — рецептор функциональной системы, точно приспособленный к свойствам полезного эффекта. Различные типы линий символизируют множественность путей компенсации, по которым отклоняющиеся полезные эффекты воз- вращаются к норме. Адаптировано: [Анохин, 1968]

С точки зрения практика, наиболее важным является действенность метода. Например, результативность восстановления после болезни под воздействием биоуправления по опорной реакции. На рисунке 8 в качестве примера показано, что применение оптимизированной (с включением биоуправления по опорной реакции) схемы комплексного восстановительного лечения в остром периоде ишемического инсульта в вертебрально-базилярном бассейне по сравнению со стандартной (на момент наблюдения) моделью дает лучшие результаты. При этом более ощутимый результат можно оценить как с помощью традиционных инструментов (шкал Столяровой, Bohannon, Perry), так и по измеренным показателям (данным стабилометрического ис- следования). Увеличение площади треугольников, соединяющих точки, соответствующие нормированным усредненным по группе значениям оценок по шкалам Столяровой, Bohannon и Perry, отражает повышение двигательных возможностей пациентов. Для приведения результатов оценок по шкалам Столяровой, Perry и Bohannon к единому формату в целях сравнения использовалось нормирование — максимально возможный (лучший) результат по каждой шкале принимался за единицу, а наихудший за ноль. Учитывались реальные максимально и минимально возможные значения оценок по этим шкалам, различное направление (убывание или возрастание для лучшей оценки) оценочных шкал. В соответствии с этим рассчитывались нормированные оценки для каждой шкалы, выраженные в виде десятичной дроби, где увеличение значения соответствовало лучшему результату. Уменьшение «индекса энергозатрат» предоставляет объективную усредненную по группе оценку [Кубряк, Исакова и др., 2014].

Следует отметить, что по данным шкал Perry и Столяровой, которые, в отличие от шкалы Bohannon, в большей степени учитывают динамические возможности пациентов, у пациентов контрольной группы результаты были хуже. Это, на наш взгляд, может указывать, например, на важную «подготовительную» роль развития навыков баланса тела (здесь — с помощью упражнений на стабилоплатформе с биологической обратной связью по опорной реакции) для перехода к самостоятельной ходьбе. Поэтому, использованию механотренажеров, имитирующих

Рисунок 8. Динамика изменения двигательных возможностей паци- ентов к окончанию курса лечения: по клиническим оценочным шкалам (Столяровой, Bohannon, Perry) и по данным стабилометрии (индекс энергозатрат в Дж, рассчитанный за 30 секунд стояния с закрытыми глазами). Основная группа: N1=14; контрольная: N2=14. Красным обо- значены показатели в начале курса, синим — по окончанию. «Индекс энергозатрат» (А) представлен в виде медианы и квартилей (25%;75%).
Рисунок 8. Динамика изменения двигательных возможностей паци- ентов к окончанию курса лечения: по клиническим оценочным шкалам (Столяровой, Bohannon, Perry) и по данным стабилометрии (индекс энергозатрат в Дж, рассчитанный за 30 секунд стояния с закрытыми глазами). Основная группа: N1=14; контрольная: N2=14. Красным обо- значены показатели в начале курса, синим — по окончанию. «Индекс энергозатрат» (А) представлен в виде медианы и квартилей (25%;75%).

ходьбу, а также переходу к самостоятельной ходьбе, полагаем, должна предшествовать тренировка баланса, координации. Физически доступной для обсуждаемой категории пациентов тренировкой такого типа является использование биологической обратной связи по опорной реакции, с применением необходимых страховочных средств для профилактики падений.

Оценка по более дифференцированной и сложной шкале — Berg Balance Scale — по средним показателям, изменилась с 27 до 32 баллов в контрольной группе; а в основной — с 27 до 43 баллов. Проверка статической значимости различий между группами с помощью U-критерия Манна-Уитни для показателей данной шкалы продемонстрировало отсутствие таковых до лечения (p=0.946) и наличие после курса лечения (р=0.000…), при уровне значимости 0.05. Иными словами, в основной группе средние показатели по шкале Berg, оказались почти на 40% лучше, чем в контрольной [Кубряк, Исакова и др., 2014]. Таким образом, в приведенном примере были использованы возможности инструментального метода (стабилометрии) как для организации реабилитационных тренингов, так и для контроля эффективности лечения, что соответствует целям реабилитации.

В настоящее время существуют различные точки зрения на степень полезности включения в реабилитационный курс биоуправления по опорной реакции, «visual feedback». Например, есть мнения о недостаточной исследованности метода [van Vliet, Wulf, 2006], или же об ограниченности полезного действия от применения стабилоплатформ [Barclay-Goddard et al., 2004] или ещё каких-либо особенностях [Genthon et al., 2008; Lakhani, Mansfield, 2015]. Однако, большинство публикаций последних лет подтверждают полезность подходов к реабилитации, обсуждаемых в этой книге [Srivastava et al., 2009; Rougier, Boudrahem, 2012; Mao et al., 2014; и др.]. Скорее всего, наличие различий и оттенков мнений связано с недостаточной стандартизацией метода, разнообразием применяемых процедур (результат какого именно воздействия, какого типа тренинга, в каком режиме следует оценивать?), и, что крайне важно для контроля — способом объективизации состояний пациентов. Например, не секрет, что оценка человека человеком (например, в «шкалах ходьбы») содержит элемент субъективности, в отличие от инструментальных оценок. Касаясь отдельных описаний, также можно отметить, что различные врачи по- разному понимают и, соответственно, используют процедуры на стабилоплатформе. Это актуализирует процессы стандартизации и системной подготовки специалистов [Кубряк и др., 2015]. Таким образом, исходя из вышеприведенных теоретических представлений, и обзора современного положения дел в области клинического применения метода биоуправления по опорной реакции в реабилитации, следует что:

использование биоуправления по опорной реакции может быть эффективным практически на всех этапах реабилитационного процесса

биоуправление по опорной реакции целесообразно использовать не только для организации тренингов, но и для оценки общей эффективности терапии

корректный выбор целей реабилитации, обусловленный опорой на работоспособные теоретические модели, определяет надлежащее место и роль процедур с биоуправлением в реабилитационном процессе, обеспечивает повышение эффективности лечения.