Диссертация

Прямая трансляция защиты диссертации будет доступна в день защиты по ссылке с 17:00:https://www.bio.msu.ru/dissertations/view.php?ID=1018 Настоящее исследование было посвящено изучению влияния процесса наблюдения за простыми движениями пальцев на активность коры мозга в связи с поиском новых эффективных решений для целей медицинской реабилитации двигательных нарушений. Целью диссертационного исследования было выявление закономерностей процессов активации сенсомоторных отделов коры при наблюдении движений в различных условиях. В трех экспериментальных сериях был проведен анализ динамики амплитудно-частотных характеристик сенсомоторных ритмов ЭЭГ и уровня кортикоспинальной возбудимости в условиях пассивного наблюдения движений, подготовки и ожидания наблюдения движений, а также при активном наблюдении движений, когда оно демонстрировалось испытуемому как результат когнитивных усилий, то есть в качестве сигнала обратной связи в контуре ИМК на основе волны Р300. Результаты выполненных серий экспериментальных тестирований должны были позволить определить закономерности процессов активации кортикальных центров двигательной системы мозга при наблюдении за движениями со стороны, а также выявить влияние контекста, создаваемого задачей ИМК-управления, на процесс восприятия наблюдаемых движений, которые в рамках этой задачи являлись стимулами обратной связи. В первой серии экспериментов было показано, что даже пассивное наблюдение за простыми нетранзитивными движениями приводит к развитию десинхронизации сенсомоторной ЭЭГ-активности в альфа- и бета-диапазонах частот, однако, каких-либо изменений кортикоспинальной возбудимости выявлено не было. Более того, как показали результаты дальнейших экспериментов, кортикоспинальная возбудимость при наблюдении движений значимо снижается уже к первой секунде движения, наблюдаемого пассивным образом. Восприятие же движений, инициируемых усилиями самого испытуемого в контуре ИМК-Р300, было ассоциациированно с процессами оценки результативности собственного поведения по управлению ИМК-Р300. Эти процессы нашли свое отражение компонентах ПСС, связанных с ошибочной обратной связью (потенциал Pe), а также, вероятно, стали причиной различий в динамике амплитуды сенсомоторной ЭЭГ-активности при восприятии корректных и ошибочных, но визуально полностью одинаковых движений. Таким образом, контекст ИМК-обратной связи повлиял на активацию сенсомоторных контуров мозга при наблюдении за движениями пальцев виртуальной кисти. Особенно чувствительным к наблюдению некорректных движений оказался компонент бета-синхронизации, реагировавший повышением амплитуды в ответ на ошибочное срабатывание ИМК. Также при таком активном наблюдении движений в рамках работы с нейроинтерфейсом было обнаружено повышение уровня кортикоспинальной возбудимости. Повышение возбудимости было зарегистрировано и в период ожидания обратной связи. Этот эффект, вероятно, определяется прогностическими процессами, которые являются также важной частью системы мониторинга ошибок. Ожидание возможных результатов поведения в исследуемой парадигме могло быть связано с представлением целевого движения виртуального пальца. Формирование такого зрительного образа необходимо для осуществления дальнейших процессов сравнения реального и ожидаемого результатов. В то же время ожидание движения в пассивной парадигме (вне контура нейроинтерфейса, когда движения демонстрировались испытуемому в отрыве от задачи ИМК-управления) привело к снижению уровня возбудимости кортикоспинального тракта, что проявилось в уменьшении амплитуды МВП еще до начала демонстрации движения пальца, в период подготовки к наблюдению за ним. Важным критерием терапевтического потенциала новой техники двигательной реабилитации для пациентов с тяжелыми двигательными нарушениями является наличие ее активирующего влияния на сенсомоторные контуры мозга, что в свою очередь может служить свидетельством запуска процессов нейрональной пластичности. В настоящем исследовании парадигма с наблюдением за движениями, инициируемыми непосредственно пользователем в контуре ИМК на основе волны Р300 показала свою эффективность в задачах повышения возбудимости сенсомоторных отделов коры мозга. Было обнаружено, что наблюдение испытуемыми таких движений, демонстрируемых в качестве обратной связи в контуре ИМК-Р300, приводит к выраженным изменениям амплитуды сенсомоторных ритмов ЭЭГ, а также вызывает повышение уровня кортикоспинальной возбудимости. Таким образом, полученные в настоящей работе результаты, открывают новые перспективы для внедрения технологии ИМК-Р300 в практику нейрореабилитации, позволяя предложить исследованную ИМК-парадигму наблюдения за движениями в качестве тренажерной технологии для задач двигательного восстановления после нарушения функций нейронных контуров сенсомоторных отделов коры. а также могут быть использованы для создания протоколов реабилитации с использованием терапии с наблюдением за движениями.