Исследовательская группа исследовала особый вид нейропластичности, который позволяет восстанавливать двигательную функцию после повреждения головного мозга, уделяя особое внимание изменениям, происходящим в процессе реабилитационной тренировки. Известно, что такая тренировка способствует структурным и функциональным изменениям в мозгу, которые улучшают нарушенные двигательные способности, но как это происходит — вопрос, на который нейробиологи все еще пытаются ответить.Команда изучила процесс реабилитации обезьян, получивших травму области коры головного мозга, которая контролирует движения рук.
Эта область первичной моторной коры особенно необходима для тонких движений, таких как те, которые необходимы для захвата и манипулирования небольшими предметами с помощью пальцев. Чтобы облегчить восстановление двигательной функции, исследователи научили обезьян быстро и многократно хватать кусок картофеля через небольшое отверстие большими и указательными пальцами — задача, требующая высокой степени ловкости рук.Как и ожидалось, команда обнаружила, что выполнение этой задачи по 30 минут в день в течение нескольких недель после травмы привело к значительному улучшению двигательной функции. Чтобы оценить изменения в мозговой активности, связанные с выздоровлением, они визуализировали региональную активность мозга с помощью H215O-позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) до травмы, а также на ранних и поздних стадиях выздоровления, пока обезьяны выполняли задачу.
Они обнаружили, что активность вентральной премоторной коры — области мозга, несколько удаленной от травмы — была выше на ранней стадии восстановления, чем до травмы. Они также провели анализ так называемых психофизиологических взаимодействий (PPI) и обнаружили, что, когда обезьяны выполняли задачу на более поздних стадиях выздоровления, связи между участком поражения и областями первичной моторной коры, непосредственно окружающими его, становились сильнее.Чтобы проверить, действительно ли изменения в этих областях были необходимы для восстановления, они временно инактивировали их до травмы и на этапах восстановления.
Они обнаружили, что инактивация вентральной премоторной области на той же стороне мозга, что и поражение, ухудшала точность захвата на ранних этапах восстановления — даже когда она ограничивалась областями, которые не были важны для движений рук до травмы. Они также обнаружили, что область вокруг травмы стала посвящена движениям, связанным с точным захватом. На более поздней стадии выздоровления деактивация этой области затрагивала только точные захваты, но не другие типы захватов, которые были нарушены из-за деактивации до поражения.Объясняя свой интерес к этим новым открытиям, Юми Мурата из AIST отметил, что «они, вероятно, внесут свой вклад в разработку новых методов реабилитации и лекарств, а также новых способов оценки реабилитационных тренировок».
Хиротака Оноэ из RIKEN добавила, что «новые методы реабилитации помогут снизить нагрузку, которую эти типы инсультов несут пациентам и их семьям».