Метаболические основы успешной нейрореабилитации детей с дефектами подкорковых структур головного мозга

Введение

Актуальность темы. За последние годы накоплен достаточно большой материал, касающийся исследования нейроморфологических и нейрофизиологических характеристик физиологического онтогенеза. Тем не менее, задача выяснения механизмов развития функций головного мозга человека еще далека от своего разрешения. В частности, особый интерес представляют нейрофизиологические механизмы различных функций ЦНС, которые можно рассматривать как механизмы избирательной модуляции активности мозговых структур разного уровня, участвующих в той или иной деятельности. Формирование адаптивных возможностей ребенка обусловлено общебиологическими закономерностями, к которым относятся: функциональная целостность и надежность организма, пластичность физиологических систем и процессов, функциональная оптимизация и гетерохронность развития систем жизнеобеспечения и их регуляторов, критические периоды развития.
Огромное воздействие на формирование личности в психоэмоциональном и интеллектуальном плане оказывают подкорковые структуры головного мозга, что доказано современными исследованиями нейропсихологии. Подкорковые образования – это первый функциональный блок головного мозга, обеспечивающего энергетику психической активности. Именно в двигательной сфере, а также в сенсорной, особенно заметны нарушения и патологии психических процессов. Детский мозг отличается от взрослого пластичностью нервной системы, умением приспосабливаться. Мозговые связи детского мозга также более пластичны. Мозг ребенка подвержен внешнему влиянию, нередко вредному воздействию внешних факторов окружающей среды.
Нейропсихология детского возраста разработала совокупность мер и средств, позволяющих на ранней стадии развития ребенка определять аномальность развития, его причины. Специалисты предлагают способы, направленные на своевременную профилактику психологической коррекции детских проблем.
Строение подкоркового отдела - это стриопаллидарная система – центральная группа образований внутри экстрапирамидной системы, куда входят хвостатое ядро, скорлупа и бледный шар (или паллидум).В экстрапирамидную систему входят и другие образования: поясная кора, черная субстанция, Льюисово тело, передневентралъные, интраламинарные ядра таламуса, субталамические ядра, красное ядро, мозжечок, различные отделы ретикулярной формации, ретикулярные структуры спинного мозга. Подкорковые нейропсихологические синдромы подразделяются на синдромы поражения: срединных неспецифических структур; срединных комиссур (мозолистого тела и др.); структур, находящихся в глубине полушарий (базальных ядер и др.). В подкорковых синдромах можно выделить нарушение трех типов факторов:
1) «динамического» фактора, связанного с работой передних отделов больших полушарий;
2) «пространственного» фактора, отражающего работу задних теменно-затылочных отделов мозга;
3) «полушарного» фактора, обеспечивающего работу полушария как единого целого. Уже имеющиеся данные свидетельствуют о существенных отличиях подкорковых синдромов, связанных с поражением глубоких полушарных структур мозга, от корковых, возникающих при локальных поражениях коры головного мозга: об их большей диффузности, о многофакторности, о более широком «спектре» расстройств, иной динамике восстановления.
Объект работы – дефекты подкорковых структур головного мозга.
Предмет работы: аспекты нейрореабилитации детей с дефектами подкорковых структур.
Цель исследования – рассмотреть метаболические основы успешной нейрореабилитации детей с дефектами подкорковых структур головного мозга
Задачи работы:
- рассмотреть мозговые дисфункции; изучить функции коры и подкорки, их нейродефектологическое значение;
- проанализировать кортикальные и подкорковые структурные изменения у детей;
- рассмотреть аспекты аспекты нейрореабилитационной терапии при подкорковых нарушениях;
- изучить аспекты нейрореабилитации детей с речевыми и поведенческими нарушениями, двигательную нейрореабилитацию Методы исследования – анализ и систематизация научно-медицинской литературы по теме исследования.















1. Дефекты подкорковых структур головного мозга

1.1. Мозговые дисфункции. Функции коры и подкорки, их нейродефектологическое значение

Кора головного мозга играет центральную роль в когнитивной и эмоциональной обработке. Таким образом, понимание механизмов, которые управляют ее развитием и функционированием, будет иметь решающее значение для понимания основ тяжелых нейропсихиатрических расстройств, особенно тех, которые впервые появляются в детстве.
«Кора головного мозга представляет собой двустороннюю структуру, образующую крышу полушарий головного мозга (теленцефалон), и состоит из нейронов, астроцитов, олигодендроцитов, кровеносных сосудов и эпендимы. Эпендимальный слой обращен к спинномозговой жидкости бокового желудочка; внешняя поверхность коры покрыта мозговыми оболочками» . Самая большая область коры головного мозга — неокортекс, нейроны которого организованы примерно в шесть слоев. Каждый слой имеет отдельные связи внутри коры и с подкорковыми структурами.
Существует два основных типа корковых нейронов. Примерно 80% — это проекционные нейроны; это возбуждающие клетки, которые используют глутамат в качестве нейромедиатора. Их аксон простирается на большие расстояния до своих синаптических целей. Остальные (~20%) — это нейроны локальной цепи (интернейроны), это тормозные клетки, которые используют ГАМК в качестве нейромедиатора. Как правило, их аксоны образуют синапсы на близлежащих нейронах.
Механизмы формирования дисфункций у потомства основаны на нормальных физиологических (физиолого-биохимических) закономерностях и, соответственно, - на отклонениях от них.
«Функции коры головного мозга человека и подкорки в норме взаимосвязаны, но при этом различны. Дефекты развития, пограничные состояния и болезни часто сопровождаются затруднением (ограничением) связи коры с подкоркой. Нередко патологии вызваны именно нарушением корковоподкорковых взаимодействий» . Становление функций, и прежде всего, - функций нервной системы в онтогенезе происходит в усложняющемся жесточайшем субстратно-энергетическом дефиците.
По мере завершения формирования клеточной популяции мозга, для которой требуется много холестерина для субстрато-мембранного строительства, на следующем этапе развития нейрона возникает природная необходимость в обогащении его рецепторным аппаратом. Разветвление рецепторного аппарата, в свою очередь, необходимо для установления и расширения функционального взаимодействия с другими клетками, структурами и зонами мозга, для формирования нейронных сетей. «Рецепторный аппарат в целом представляет собой глико-протеидный комплекс, где первичен белок, но широко специфичен углеводный компонент. Поэтому к этапу условного «завершения» онтогенетического внутриутробного и внеутробного созревания ЦНС организм выходит на некий дефицитный оптимум, прежде всего, по белку» . Подчеркнем, что оптимальный дефицит белкового пула в организме, это – норма и фактор, инициирующий развитие. В дальнейшем (в ходе онтогенеза) структурно-рецепторное многообразие должно постоянно расширяться.
Количественная выраженность такого дефицита в сторону усугубления, превышающего определённый оптимальный (часто - индивидуальный) предел, проявляет себя в различного рода нарушениях и сдвигах: неврозы, гиперактивность, депрессия, умственная отсталость, аутизм. Наступает своеобразный метаболический хаос. Дефицит проявляется по-разному с тонкими зыбкими индивидуальными различиями. При этом он имеет весьма разнообразные экзо- и эндогенные пусковые характеристики. Качественно субстратно-энергетический дефицит проявляет себя в принципе одинаково (изменением соотношений «катаболизм – анаболизм»).
Если чрезмерно усугубившаяся нехватка белкового пула застанет момент эмбриональной закладки мезодермы, то это создаст фундамент для формирования врожденного дефекта мышечной и/или костной ткани, кровеносной и/или выделительной системы. Если же чрезмерно усугубившаяся нехватка белкового пула застанет момент эмбриональной закладки энтодермы, то это сформирует базу для появления врожденного дефекта пищеварительной системы, легких, мочевого канала и/или миндалины и т.д.
Префронтальная кора (ПФК) — это неокортикальная область, которая играет важную роль в высших когнитивных функциях и участвует в нейропсихиатрических расстройствах. ПФК можно разделить на дорсальную, медиальную и орбитальную области. Дорсомедиальная ПФК подразделяется на дорсальную (фронтальная ассоциация, передняя поясная извилина и прелимбическая) и вентральную ПФК (инфралимбическая и медиальная орбитальная) области, в то время как орбитальная ПФК подразделяется на вентральную, латеральную, дорсолатеральную и вентролатеральную орбитальные области.
«Кора больших полушарий (КБП) отвечает за регуляцию: сознания, поверхностного мировоззрения и его вербализацию, поведения, рассудка, мышления, воли, краткосрочной памяти, эмоций (поверхностных, осознаваемых), речи, осознанных самопроизвольных движений, интеллекта» . Подкорка отвечает за: подсознание, глубинное мировоззрение, мораль и нравственность, святые чувства, эмоции (глубинные, неосознаваемые), стойкие черты характера, мотивации, долгосрочную память, древние инстинкты, интуицию, ум, мудрость, жизненный опыт, жизненную энергию.
В то время как кора головного мозга является важной частью мозга, подкорковые структуры играют ключевую роль в перцептивно-моторных, когнитивных и аффективных функциях у людей. Интегративный взгляд на динамические взаимодействия между этими двумя частями мозга, корой головного мозга и подкорковыми структурами, является ключом к пониманию функции мозга, о чем свидетельствует плотная сеть перекрывающихся прямых и обратных анатомических связей, связывающих друг друга. Например, таламус является ключевой станцией, которая передает двигательные и сенсорные сигналы в кору головного мозга через прямые таламо-кортикальные. Помимо таламо-кортикальной сети, гиппокампально-кортикальная сеть обслуживает функции обучения и памяти, лимбико-кортикальная система опосредует эмоциональную обработку, а стриарно-кортикальная сеть облегчает двигательную функцию. Таламо-префронтальные связи играют важную роль в когнитивной гибкости, функциях внимания и исполнительных функциях.
Подкорковые структуры играют важную роль в осуществлении когнитивных, аффективных и социальных функций. Однако в значительной степени неизвестно, как аномалии конкретных подкорковых ядер связаны с нейрокогнитивными и социально-функциональными последствиями.
Все перечисленные функции подкорки – не только её прерогатива, но также ДНК и полевых структур. Функциональное взаимодействие коры с подкоркой отвечает за: творчество, талант, обаяние, креативность мышления, реализацию мудрости, профессионализм, чувство юмора, проявление душевного (духовно-нравственного) здоровья, истинное ощущение свободы и независимости, уверенности в себе и своих силах, реализацию жизненной энергии.
«Понимание некоторых форм нейропсихиатрических расстройств может прийти из понимания механизмов, лежащих в основе развития коры, включая механизмы, которые контролируют размер, природу и связи ее подразделений» . Например, мозг пациентов с расстройствами аутистического спектра (РАС) показывает тенденцию к увеличению объема мозга (и окружности головы), по-видимому, из-за ускоренного роста в раннем постнатальном периоде жизни, за которым следует замедление на более поздних стадиях. Наибольшие увеличения наблюдаются в лобных долях, хотя увеличение также обнаруживается в височных и теменных долях.
«В лобной доле увеличение наблюдается в дорсолатеральных и медиальных областях, но не в орбитофронтальной коре. Также очевидны дефекты в других областях мозга (например, мозжечок, гиппокамп и миндалевидное тело), что показывает, что необходимо также учитывать важность не-неокортикальных областей в этиологии РАС» . В то время как увеличение мозга часто связано с детьми с РАС, уменьшенный размер мозга (микроцефалия) и церебральные пороки развития также связаны с трудностями в обучении и часто имеют генетическую основу, которая влияет на миграцию нейронов и/или сигнализацию.
1. 2. Кортикальные и подкорковые структурные изменения у детей

Дисфункция коры головного мозга может возникнуть из-за различных причин (поражений), таких как опухоли, травмы, инфекции, аутоиммунные заболевания, нарушения мозгового кровообращения. Клинические признаки каждой причины будут зависеть от того, какая доля поражена.
Поражения лобной доли:
-Вялая гемиплегия;
-Апраксия;
-Расстройства личности;
-Афазия.
Поражения теменной доли:
-Астереогноз;
-Афазия;
-Апраксия;
-Потеря чувствительности.
Повреждения височной доли:
-Глухота;
-Феномная парафазия;
-Слуховые или зрительные галлюцинации памяти;
-Поражения затылочной доли.
- Дефицит поля зрения, такой как полная слепота или цветовая слепота.
В первые месяцы после рождения происходит огромный рост серого вещества, который является регионально специфичным. Затылочные области растут быстрее, чем префронтальные области. Общий размер мозга увеличивается на 100% в течение первого года постнатальной жизни, в результате чего в возрасте одного года мозг уже составляет около 73% от размера взрослого, а в возрасте двух лет — около 80–90% от размера взрослого. В позднем детстве (в возрасте 6–10 лет) мозг достигает примерно 95% объема взрослого мозга. На протяжении этого периода объемные изменения невелики. Исследования нормального развития коры важны не только с точки зрения получения базовой информации об изменениях мозга в процессе развития, но и имеют решающее значение для выявления отклонений от нормального развития с целью прогнозирования риска психопатологии и когнитивных нарушений. Изменения в морфологии мозга связаны с нейропсихиатрическими (депрессия, шизофрения, тревожные расстройства) и нарушениями нейроразвития (аутизм, СДВГ).
Нейропсихиатрические расстройства, такие как РАС, могут возникать посредством многих механизмов.
1. Обнаружение значимой синаптической информации — обработка сигнала/шума. Молекулярные поражения, которые изменяют развитие и/или функцию возбуждающих, тормозных и нейромодуляторных синапсов, могут нарушить работу нейронных систем, обрабатывающих познание и социальное поведение. Например, мутации, которые изменяют баланс возбуждающей и тормозной синаптической функции, могут препятствовать способности обнаруживать значимые сенсорные сигналы на фоне окружающего шума, влиять на созревание корковых областей и, как предполагается, способствуют некоторым формам РАС.