23 сентября 2014, 13:15 X 5635 K 0

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.

Одно из достижений нейронаук заключается в доказательстве того факта, что развитие мозга определяется сложным взаимодействием генов и факторов окружающей среды

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% (рис 1.).

Рис. 1. Синяя линия — вероятность (по вертикали) дожить до определенного возраста, отложенного по горизонтальной оси. Красная линия — вероятность болезни Альцгеймера в определенном возрасте.

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.

Симптомы шизо­фре­нии про­яв­ля­ются, как пра­вило, в юно­сти: 90% про­цен­там заболев­ших был постав­лен диа­гноз «син­дром нару­ше­ния вни­ма­ния с гипе­р­ак­тив­но­стью» в детстве.

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.

Исследования последних лет показали, что наиболее надежными и точными показателями являются биоэлектрическая активность мозга, регистрируемая с электродов, накладываемых на поверхность головы

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 (Рис.2): 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.

Рис. 2. Зависимость эффективности нейронной системы от уровня ее активности. Наилучшая эффективность достигается при средних значениях активности. Задача нейродиагностики — определить, на какой стороне кривой находится испытуемый. Задача нейротерапии и нейромодуляции — привести систему к оптимальному состоянию.

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 нейротерапии 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» .

Фотография в тексте: из личного архива Ю. Д. Кропотова