Можно ли восстановить мозг после инсульта и травмы? Интервью с ученым
Нейрофизиология открывает все больше возможностей помогать пациентам с нарушениями работы мозга или сложными травмами. Российские ученые делают большую ставку на нейротерапию. Благодаря тренировкам в аппарате МРТ пациенты могут научиться заниматься самостоятельно, вызывая активность в нужных отделах мозга и создавая новые нейронные связи. В продолжительной перспективе это меняет структуру мозга и восстанавливает нарушенные процессы.
Марк Штарк, академик РАН, доктор биологических наук, профессор Федерального исследовательского центра фундаментальной и трансляционной медицины, Новосибирск
Вы занимаетесь «сетевыми болезнями». Что значит это понятие?
Нейросети — это инструмент новой сетевой нейронауки, возникновение которой следует отнести к началу нулевых годов, когда с помощью технологии функциональной магниторезонансной томографии (фМРТ) были открыты сети, расположенные на разных территориях мозга и включающие в себя целый ряд мозговых образований, часто находящихся далеко друг от друга, но работающих вместе, синхронно.
Это разные по своим функциональным задачам области мозга, объединенные выполнением ряда глобальных психических процедур: размышлений о будущем, о близких и «нужных» людях и их взаимоотношениях, другими словами, отражающих мировосприятие человека. Поэтому сегодня состояние здорового и больного мозга следует понимать и описывать в терминах сетевой лексики.
Что такое нейротерапия?
Нейротерапия — лечебное развитие сетевой нейронауки —представляет собой сумму неинвазивных вмешательств в деятельность центральной нервной системы, призванных помочь нам содержательно соображать и действовать.
Нейротерапия — собирательное понятие. С одной стороны, это чисто практическая медицинская лечебно-восстановительная технология, смысл которой состоит в обучении пациента (испытуемого) волевым (когнитивным) способам управления обычно неосознаваемыми физиологическими параметрами организма: артериальным давлением, дыханием, мышечной силой, физическими характеристиками мозга и прочими.
С другой стороны, это принципиально новая интерактивная методология, базирующаяся на врожденных способностях человека в ответственные моменты жизни (болезнь, достижение пика формы, опасная ситуация) обращаться к своему ресурсу саморегуляции, эффективно использовать его, то есть из потенциального механизма превращать в актуальный, используя методы и средства компьютерного биоуправления, базирующегося на витальном механизме адаптивной обратной связи.
При каких расстройствах и болезнях может идти речь об использовании нейротерапии?
Нейротерапия показана и полезна при любом виде заболевания, в котором предполагается участие нейросетей: гипертоническая болезнь, судорожные состояния, бронхиальная астма, хроническая боль, восстановление движения и речи после мозговой катастрофы. Другими словами, круг заболеваний и расстройств неограничен.
Сегодня на основании результатов нейровизуализационных исследований мы располагаем сведениями о том, какие участки мозга заинтересованы в формировании, например, хронического болевого синдрома, разного рода зависимостей, последствий тяжелых мозговых катастроф и прочего.
Возьмем широко распространенное мозговое поражение — инсульт (инфаркт мозга), при котором существенно нарушается движение. Используя нейротерапию, можно обучить человека оптимальному механизму восстановления этого дефекта. «Учеба» происходит в томографе, а затем приобретенный навык переносится в обычную жизнь с помощью мобильных устройств класса «БОСЛАБ», которые пациент может использовать в домашних условиях. Сохраняется возможность связи пациента с реабилитологом по интернету в режиме off- и online.
В чем особенность нейротерапии, отличающая эту технологию от других существующих способов и методов?
Технология нейротерапии компьютерная. Обучение управлением физиологических функций происходит в компьютерном контуре online: испытуемому (пациенту) чаще всего на мониторе демонстрируют простую «метафору», тесно связанную программно с локализацией поражения, — например, градусник, двигающийся предмет несложной формы, простая игра, другими словами, анимационную экранизацию, визуальную картинку которой можно изменить волевым образом. Испытуемый наблюдает за динамикой на мониторе, обучаясь с помощью инструкции или самостоятельно меняя их в «нужную» сторону.
Обычно есть два варианта обучения управлению физиологическими характеристиками: по инструкции тренера (врача, психолога) или самостоятельно, рассчитывая исключительно на себя, на свой так называемый ментальный ресурс. Выполнение интерактивной задачи сопровождается определенными визуализированными изменениями структур мозга, что конвертируется в дальнейшем во вновь приобретенный навык или систему навыков, необходимых для самостоятельной свободной жизни.
Из всего сказанного следует широкий спектр использования нейротерапии: а) от воспитательных и образовательных процедур, анализа намерений здорового человека, стремящегося достичь пика формы в любимом деле; б) до ряда серьезных заболеваний, которые упоминались, нуждающихся в поддержке технологии биоуправления.
В чем преимущество нейротерапии?
Основным преимуществом является гарантия ненасильственного перехода в процессе обучения от сценария, в котором пациент как обычно является пассивным объектом вмешательства, до активного участника всего лечебно-восстановительного процесса. Этот пункт и есть основное (ключевое) преимущество нейротерапии, оно базируется, как уже говорилось, на витальном (жизненном) механизме — приспособительной обратной связи, для которой и конструируются инструменты биоуправления. Находящийся в контуре обратной связи в реальном времени получает информацию (визуальную, аудиальную, тактильную) об эффективности своих волевых попыток и формирует варианты сохранения вновь приобретенных навыков.
Значительная часть способов и техник нейротерапии, наконец, их лечебная эффективность зависит, как это следует из сетевой парадигмы, от деятельности центральных механизмов, локализованных в головном мозге. Именно поэтому сегодня нейротерапия рассматривается в качестве одной из наиболее интересных и перспективных практических областей современной нейронауки.
Каких успехов в области нейронаук добились российские ученые?
Впервые у нас в Новосибирске в начале нулевых годов независимо от зарубежных коллег сконструирована система, базирующаяся на визуализации процессов, происходящих в головном мозге в результате обучения управлению в томографе. Эта технология названа нами интерактивной стимуляцией (терапией) мозга и рассматривается как новое поколение нейротерапии.
В научном направлении следует сосредоточиться на изучении нейрососудистого сцепления, состоящего из нейронной и капиллярной сетей, между которыми располагаются специальные клетки — астроциты. Нейрососудистое сцепление является центральным модулем, где разыгрываются здоровые и патологические происшествия в мозге. С помощью фМРТ можно увидеть процессы, которые там происходят. Мы наблюдаем зоны активности в определенных точках мозга при любом виде его деятельности: речевой, двигательной, ментальной.
Какие открытия в области нейротерапии можно назвать революционными?
Наиболее значимым открытием интерактивной науки — нейротерапии, несомненно, являются прямые волевые вмешательства в мозговые сети при целом ряде широко распространенных заболеваний, о которых уже говорилось. Еще более перспективной линией развития является возможность, зная архитектуру нейросетей, отвечающих за простые и сложные человеческие поступки, менять (реконструировать) их, создавать новые, несуществующие нейроархитектуры и, таким образом, совершенствовать психические функции человека.
Где можно найти специалиста в области нейротерапии?
Их надо делать, создавать. Современная нейротерапия наиболее близка к восстановительной медицине, реабилитации состояний после сложных заболеваний: инсультов, тяжелых стрессовых расстройств, глубоких зависимостей, хронических болей. Специалистов в этой области деятельности готовят в НИИ молекулярной биологии и биофизики при ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины и НПФ «КОМСИБ» в Новосибирске.