Neiroplasticitāte klīniskajā praksē. Dažādas slimības un vecumposmi, piemēri un metodes

Neiroplasticitātei ir dažādi varianti, formas un konteksts. Uzlabot izpratni par adaptīviem mehānismiem katrā līmenī — no molekulām līdz sinapsēm, neironu tīkliem un uzvedības izmaiņām — var dažādu nozaru pētnieku sadarbības procesā.

Definīcija

Neiroplasticitāti var definēt kā nervu sistēmas spēju reaģēt uz ārējiem un iekšējiem stimuliem, reorganizējot savu struktūru, funkcijas un savienojumus. Lielākais progress klīniskajos pētījumos par neiro-plasticitāti sasniegts CNS traumas, insulta, garīgo un atkarības slimību, pediatrisko, attīstības un neirodeģeneratīvo, ar novecošanu saistītu slimību neiroplastiskajos mehānismos, biežāko to cēloņu skaidrojumos un terapijas iespēju atklājumos. Plasticitāti par adaptīvu var uzskatīti, ja tā saistīta ar funkcijas ieguvumu, par maladaptīvu — ja tai ir negatīvas sekas, piemēram, funkcijas zudums vai bojājuma paplašinājums. Turklāt adaptīva plasticitāte jāšķir no kompensējošas uzvedības. [6]

Daudzsološas ārstēšanas metodes: treniņu inducēta kognitīvā un motoriskā mācīšanās, smadzeņu stimulācija un neirofarmakoloģiski pasākumi.

Neiroplasticitātes klīniskie konteksti

Bojājums: insults, galvas smadzeņu trauma, muguras smadzeņu bojājums

Visvairāk neiroplasticitāte pētīta motorisko funkciju atjaunošanai pēc insulta [7]; motoriskās atjaunošanās pakāpe lielā mērā var ietekmēt darba nespējas iestāšanos vai neiestāšanos. Motorisko funkciju atjaunošanās pēc insulta rāda principu, ka daudzas neiroplasticitātes formas var noritēt paralēli. Motoriskās zonas bojājums var pārtapt spontānās intra–hemisferālās izmaiņās, reprezentācijas kartēs, piemēram, plaukstas zona var pārvietoties dorsāli un pārņemt pleca reģionu [8] vai sejas reģionu. [9] Tajā pašā laikā inter–hemisferālais līdzsvars iesaista arī nebojāto puslodi, nodrošinot kustību kompensāciju.

Fokāls bojājums pārtop difūzās adaptīvās izmaiņās, ietverot izmaiņas savienojumos starp neironu tīklu kodoliem. [10; 11] Šādu spontānu adaptīvu izmaiņu molekulārais pamats ietver milzum daudz ar augšanu saistītu procesu, kuri attīstās laika gaitā. [12; 13] Līdzīgi rezultāti aprakstīti tādos pēcinsulta atjaunošanās nemotoriskajos procesos kā valodas traucējumi un nevērība. [14; 15] Kognitīvā atjaunošanās pēc insulta ir mazāk pētīta. [16]

Adaptīvās plasticitātes biomarķieri, tādi, kas iegūti transkraniālās magnētiskās stimulācijās un funkcionālā MRI [17], saistībā ar gaidāmo rezultātu bieži tiek definēti šauri. Piemēram, smadzeņu plasticitātes mērījumiem pēc insulta var būt ļoti atšķirīga nozīme dažādos laikposmos vai pēc atšķirīgiem terapijas veidiem.

Plasticitātes mehānismu līdzība dažādām CNS bojājumu formām liek pieņemt, ka plasticitātei ir ierobežoti scenāriji dažādos kontekstos. Bet ne visai plasticitātei ir pozitīva ietekme uz klīnisko stāvokli — atsevišķos gadījumos tai var būt negatīvas sekas. Piemēram, epilepsijas attīstība ir biežākā komplikācija (mēnešus vai gadus) pēc smadzeņu traumas vai insulta. Šī attālinātā attīstība liek domāt, ka progresīvas izmaiņas smadzenēs (aksonu pumpurošanās un jaunu savienojumu veidošanās) rada novirzes neironu signālu pārraidē un disinhibīcijā, tāpēc attīstās lēkme. [18].Vēl viens maladaptīvas plasticitātes piemērs ir hroniskas sāpes un allodīnija pēc locekļa bojājuma (amputācijas), CNS bojājuma (dorsālā muguras smadzeņu daļā vai talāmā), distonija pēc dažādiem CNS bojājumiem un autonoma disrefleksija pēc muguras smadzeņu bojājuma. [19]

Neiropsihiatriskas slimības

Smadzeņu plasticitāte neiropsihiatrisko slimību gadījumā uzrāda zināmas līdzības ar plasticitāti insulta gadījumā, bet ir arī svarīgas atšķirības. Abos gadījumos plasticitāte aprakstīta kā daļa no adaptācijas patoloģijai. Garīgās un atkarības slimības nerodas bojājuma dēļ kādā lokalizācijā. Šo slimību gadījumā izmaiņas ir limbiskajā sistēmā, prefrontālajā un fronto–striālajā neironālajā sistēmā, kas nodrošina motivāciju, uztveri, kognitīvās spējas, uzvedību, sociālās prasmes un emociju regulāciju. [20]

Šo slimību norise ir:

  • hroniska vai recidivējoša,
  • vairākumā gadījumu atveseļošanās ir lēna, ja vispār notiek,
  • recidīvu pakāpe augsta, ar katru epizodi pieaug varbūtība atkārtošanās riskam,
  • izpausmes rada izmaiņas nervu sistēmas kodēšanā, kas rada traucējumus domāšanā, emocijās un kompleksā uzvedībā. [21;22]

CNS neiroplasticitāte kopā ar ieguvumiem no terapeitiskajiem pasākumiem ietekmē šo slimību patoģenēzi. [23] Garīgām un atkarības slimībām ir nopietns neiroģenēzes komponents, tās saistītas ar poliģenētiskiem riska faktoriem. Tajā pašā laikā to klīniskā ievirze atkarīga no pieredzes un ļoti spēcīgi ietekmējas no vides un sociālās komunikācijas (stress, predispozīcija atkarību izraisošu vielu ietekmei, psiholoģiskas traumas, sociāli apgrūtinājumi, savas un sociālās kultūras iekšēja reprezentācija, agrīnā stresa pakāpe un audzināšana). [24] Prefrontālie kortikālie asociatīvie reģioni cieši saistīti ar neiropsihiatrisko slimību klīnisko izpausmi. Šiem reģioniem ir liela nozīme daudzos vides un pieredzes fenomenos, kā arī sociāli kognitīvos procesos, kognitīvā novērtējumā un impulsu kontrolē, un tie ir ļoti plastiski [25],vēlu mielinizējas un ir modificējami individuālas kognitīvas afektīvas pieredzes rezultātā.

Arī šizofrēnijas riska gēni (tie, kas saistīti ar DISC 1, disinhibīciju, ar smadzenēm saistīto neirotropisko faktoru un NMDA receptoriem) iesaistīti neiroplasticitātes regulācijā, un ir iespējams, ka novirzes to ekspresijā var veicināt nepareizu kortikālu savienojumu veidošanos, ko novēro šizofrēnijas gadījumā. [26] Psihiatrisko slimību gadījumā plasticitāte var parādīties arī kā terapijas sekas — kā maladaptīva plasticitāte, kas izpaužas kā vēlīna diskinēzija, ko var izraisīt antipsihotiskie līdzekļi, pārsvarā pirmās paaudzes preparāti.

Pētījumi par narkotiku atkarības slimību attīstību parāda nelokāmu un stereotipu uzvedību, kas rada maladaptīvu plasticitāti subkortikālā atalgojuma sistēmā, kura ir ļoti rezistenta pret pārmaiņām, apgrūtinot jaunu uzvedības modeļu attīstību, lai pārtrauktu tieksmi pēc narkotikām. [27] Vērojami pārrāvumi subkortikālās—limbiskās sistēmas prefrontālā regulācijā [28] un fronto–striālajā neirālajā sistēmā. [29] Prefrontālo kortikālo mehānismu novirzes radītie subkortikālā atalgojuma sistēmas traucējumi var veicināt atkarību no narkotikām, adaptīvās elastības zaudējumu. Brīva no prefrontālās garozas uzspiestās inhibitorās modulācijas narkotiku/medikamentu atkarība attīstās evolucionāri vecāku reģionu kontrolē, kuri formē fiksētas reakcijas uz vides stimuliem. Novirzes šo struktūru darbībā varētu skaidrot ar tādām neiroplastiskām izmaiņām šūnu līmenī kā glutamāta homeostāzes samazināšanās, N. accumbens un sinapšu plasticitātes samazināšanās striatālos neironos, kas ietekmē presinaptiskos metabotropos glutamāta receptorus, kuri ir izšķirīgi nozīmīgi ilgtermiņa potencēšanai un hroniskai depresijai. [30]

Šie sākotnējie atklājumi ļauj cerēt uz garīgo slimību veiksmīgu terapiju, inducējot nozīmīgu plasticitāti šūnu līmenī, kā arī frontālās—subkortikālās neirālās sistēmas struktūrā un funkcijās.

Pediatriskās un attīstības slimības

Nervu sistēmai ir unikāla kapacitāte noteiktām plasticitātes formām, tā var modificēt sinapšu mehānismus, izmainīt neironu aktivitāti, mijiedarboties ar normālu attīstību un plasticitāti vai mainīt virkni aktivitāšu un pieredzi, ar ko bērns sastopas attīstoties.

Plasticitāti un funkciju attīstību ietekmē bojājuma rašanās laiks un/vai attīstības kritiskie periodi. [31; 32] Daudzas neiroplasticitātes formas izpaužas maksimāli agrīnā attīstības periodā. Piemēram, cross–modal plasticitāte definēta kā sensorisko lauku spēja reorganizēties aferento modulāciju ietekmē, ja normālais ienākošais signāls ir nomākts, un tas novērots cilvēkiem, kas pārcietuši agrīnu neirālu bojājumu. [33] Funkcijas novirzes vienā smadzeņu puslodē bērniem var beigties labvēlīgāk nekā pieaugušajiem.

Plasticitāte smadzeņu nobriešanas laikā var būt adaptīva vai maladaptīva. Adaptīvas plasticitātes piemēri ir valodas un motoriskās funkcijas atjaunošanās pēc hemisfērektomijas neārstējamas epilepsijas pacientiem. Tā kā tā atkarīga no vecuma, to veic bērniem līdz 6 gadu vecumam. [34] Arī ieguvumi no kohleārā implantāta sasniedzami agrīnā bērnībā līdz 3,5 gadu vecumam. [32; 35]

Maladaptīvu plasticitāti novēro agrīnas sensoriskas deprivācijas gadījumā, kuras sekas ir neironu nepareiza organizācija.

  • Dzirdes sistēmā, ja nav tipiskās pieredzes, veidojas kļūdainas projekcijas no sekundārā un primārā auditorā reģiona, kas novājina svarīgu atgriezenisko saiti, un sekundārie apvidi kļūst vairāk pieejami citām modalitātēm. [36]
  • Redzes sistēmā — iedzimta katarakta vai citi cēloņi ierobežo ienākošo vizuālo informāciju, radot attiecīgo šķiedru darbības traucējumus un izmainītu izkārtojumu vizuālajā garozā, tāpēc attīstās ambliopija. [37]

Agrīnas nervu sistēmas slimības skar specifiskus šūnu tipus vai neirotransmiteru sistēmas, kas ietekmē vairākus smadzeņu reģionus un funkcionālās sfēras un ir svarīgi neiroplasticitātes modulatori.

Neirodeģenerācija un novecošana

Neiroplastiskas izmaiņas aprakstītas neirodeģeneratīvo procesu un novecošanas agrīnās stadijās, var izpausties ar patoloģiskām un kompensējošām reakcijām un atstāt funkcionālas sekas. [38] Kopumā neirodeģeratīvās slimības raksturo progresējoša neirālo un uzvedības funkciju samazināšanās, patoģenētiskie procesi bieži rada maladaptīvu plasticitāti.

Jaunākie pētījumi atklāj, ka patoloģiskas molekulas var tieši ietekmēt neiroplasticitāti sinapšu līmenī. Piemēram, amiloīda–bēta–dimērs, kas iegūts no Alcheimera pacientiem pēc nāves, injicēts grauzējiem, var ierosināt sinaptisko plasticitāti, izveidojot iespējamu celulāru mehānismu patoloģiju inducējošai plasticitātei. [39] Cita iespēja, ka progresējošu slimību gaitā kompensējošo mehānismu var nebūt vai tie kļūst patoloģiski slimības ietekmes dēļ uz neironu populācijām, destabilizējot to darbu. [40]

Skaidrība par to, vai neirālā aktivitāte ir kompensējoša vai patoloģiska, ir svarīga terapijas procesā, proti, vai atsevišķu neironu tīklu disfunkcija var būt atgriezeniska. Neironu tīklu aktivitātes stabilizēšana var novērst progresīvu neironu zudumu. [40] Dažas ar vecumu saistītas izmaiņas nozīmē informācijas apstrādes ātruma un darba atmiņas samazināšanos, izmaiņas perifērās nervu sistēmas funkcijās, kas var asociēties ar galvas smadzeņu tilpuma, baltās vielas integritātes izmaiņām, reģionālām smadzeņu aktivācijas izmaiņām un izmainītām šūnu funkcijām. [41]

Novecošana var mainīt galveno plasticitātes atslēgas mehānismu ģenētisko kontroli, piemēram, aksonu pumpurošanos pēc bojājuma. [42] Tradicionāli pieņemts, ka ar vecumu saistītās izmaiņas ir tiešas sekas negatīvām izmaiņām smadzeņu struktūrā un funkcijās.

Alternatīvs redzējums — attiecīgās izmaiņas rodas daļēji kognitīvo prasību un stimulējošo faktoru samazināšanās dēļ, pavājinātas sensorās ienākošās informācijas un/vai novājinātas neiromodulatorās kontroles dēļ [43], kas paver profilaktisko pasākumu iespējas mērķtiecīgai smadzeņu plasticitātes veicināšanai.

Neiroplasticitātes klīniskais izmantojums

Dziļā smadzeņu stimulācija

Līdzīgi transkraniālai magnētiskai stimulācijai arī dziļā smadzeņu stimulācija izmanto elektrisko stimulāciju, lai inducētu neiroplasticitāti un radītu izmaiņas uzvedībā, tikai šajā gadījumā izmanto intrakraniālos elektrodus. Stimulācijas parametri (frekvence, intensitāte un impulss) ir programmējami. [44] Divas galvenās hipotēzes par darbības mehānismiem:

  • dziļā smadzeņu stimulācija izraisa funkcionālu bojājumu stimulētā reģiona inhibīcijas veidā un paralēli,
  • dziļā smadzeņu stimulācija aktivē neironu tīklu savienojumus uz stimulēto reģionu, izraisot patoloģisko neironālo savienojumu modulāciju. [45]

Galvenais mehānisms vairāk atbilst tūlītējam dziļās smadzeņu stimulācijas efektam (piemēram, motoriskās funkcijas efekts Parkinsona slimības gadījumā), bet vēlāks dziļās smadzeņu stimulācijas efekts ir pakāpenisks, tādu novēro neiropsihiatrisku slimību gadījumā. Disregulācija ir noteikta prefrontālā korteksā, subkalozā cingulārā korteksā (25. Brodmana lauks), hipokampā, amigdalā un n. accumbens.

Daudzsološi rezultāti ir arī refraktāru obsesīvi kompulsīvu traucējumu ārstēšanā, iesaistot kortiko–striāli–limbiskās sistēmas hiperaktivitāti. Jauns virziens ir arī no aktivitātes atkarīga stimulācija, izraisot ilgtermiņa izmaiņas neironu savienojumos.

Neirofarmakoloģija

Farmakoterapija var stimulēt neiroplasticitāti vir-knē celulāro un sinaptisko ceļu molekulāriem procesiem. [46] Tie šķiet īpaši daudzsološi, veicinot pieredzē pamatotu neiroplasticitāti. Skaidrs piemērs ir D cikloserīna spēja ievērojami rosināt trauksmes terapijas efektu, veicinot N–metil–D–aspartātaglutamāta aktivāciju. [47] Labi izpētīta ir nervu sistēmas un uzvedības reakcija uz ārstēšanu, kas veicina neiroplasticitāti. [48] Piemēram, izmantojot fMRI, atklāts: ja insulta pacienti lieto fluoksetīnu, motoriskās funkcijas uzlabojas paralēli pieaugošai aktivitātei bojājumam ipsilaterālajā motoriskajā garozā. [49]

Acetilholīna (ACH) galvenā iedarbība ir selektīvas uzmanības radīšana, mācīšanās un atmiņas (arī darba atmiņas) veicināšana caur n. basalis šķiedrām uz garozu un no septum uz hipokampu. Tiek pieņemts, ka ACH palīdz fokusēt uzmanību uz kairinājumiem, kas šobrīd ir fokusā, samazinot to kairinājumu ietekmi, kas novērš uzmanību. Tas palielina to šūnu aktivitāti, kas informāciju notur uzmanības centrā un pastiprina tās iebūvēšanos sinhronos aktīvo neironu lokos. Turklāt ACH piedalās uzvedības regulācijā, kas atbilst aktuāliem vides nosacījumiem, vājinot reakciju uz kairinājumiem, kas neprasa rīkoties nekavējoties. Atbilstīgi šai funkcijai atklāta ACH ietekme uz mezolimbisko dopamīna sistēmu. Kairinājumi, kas saistās ar atalgojuma gūšanu, iedarbina noteiktu holīnerģisko šūnu grupu, savukārt tā stimulē dopamīnerģiskās šūnas. [3]

Noderīgi var izrādīties acetilholīnesterāzes inhibitori, kas ne tikai vairo ACH daudzumu, bet arī paildzina tā darbību, līdz ar to arī tā vēlamos efektus, piemēram, ipidakrīns. Vairāki pētījumi norāda uz tā vēlamo darbību, samazinot kognitīvo deficītu išēmiska insulta gadījumā, mazinot klīniskās izpausmes un psiholoģisko funkciju encefalopātijas gadījumā, tas veicina arī nervu sistēmas atjaunošanos un kompensējošo mehānismu traumatisku neiropātiju gadījumā. [70–72]

Farmakoterapija ir efektīvāka, kombinējot ar citām metodēm, specifiskām aktivitātēm, piemēram, depresijas gadījumā kombinē medikamentus un kognitīvi biheiviorālo terapiju. [50] Svarīgi atzīmēt, ka plasticitāti atbalstošiem molekulāriem mehānismiem ir arī farmakoloģiski vājās vietas un daudzas medikamentu grupas var kavēt neiroplasticitāti. [51]

Fiziskais treniņš un vingrinājumi

Galvas vai muguras smadzeņu bojājuma gadījumā ar motorisku deficītu kopumā funkcionālu uzlabojumu var inducēt ar fiziskās rehabilitācijas metodēm. Ārēji inducēta kustību terapija rokai un kājai, ķermeņa līdzsvaru atbalstošs treniņš, robotiekārtas, mērķtiecīgi orientēta fizikālā terapija — visas šīs metodes veicina funkciju atjaunošanos pēc insulta. [52]

Nepieciešami pētījumi, lai šīs metodes pilnveidotu atšķirīgām pacientu grupām ar dažādiem funkcionāliem ierobežojumiem. Prakses stratēģijas ietver biežu atkārtošanu, sensorisku stimulāciju, vizualizāciju, uzmanības modulāciju un atalgojumu, kontekstuālo interferenci, variablas prasību un intensitātes pakāpes, kā arī dažādu veidu atgriezeniskās saites. [53] Lai gan šādi prakses piemēri var uzlabot prasmes un deklaratīvo mācīšanos veseliem cilvēkiem, ieguvumi no tām pacientiem ar kustību vai kognitīviem traucējumiem ir grūti pierādāmi. Jāatceras, ka fizikālās rehabilitācijas treniņi nav monoterapija, bet gan saistīti ar citām terapijas formām: farmakoloģiju un biheiviorālo terapiju.

Aerobie vingrinājumi ir specifiska aktīva terapija plasticitātes veicināšanai. Preklīniskie pētījumi norāda uz šādu vingrinājumu noderīgumu neiro-plasticitātes veicināšanai un CNS funkciju uzlabošanos dažādās situācijās [54], starp tām ir arī normāla novecošana un agrīna demence. Aerobā slodze saistīta ar pieaugošu neiroģenēzi un angioģenēzi, kā arī ar neirotropo molekulu produkciju, ar smadzenēm saistīto neirotrofo faktoru (brain–derived neurotro-phic factor — BDNF) un citiem augšanas faktoriem, kas iesaistīti neiroprotekcijā, šūnu izdzīvošanas veicināšanā un sinaptiskā plasticitātē. [55; 56]

Turklāt šīs plasticitāti veicinošās stratēģijas spēj radīt klīniski nozīmīgas izmaiņas, piemēram, aerobo vingrinājumu programmas dažos mēnešos ievērojami uzlabo kognitīvās funkcijas gan veseliem cilvēkiem, gan pacientiem ar agrīnu demenci [55] un var palielināt smadzeņu tilpumu dažādos smadzeņu reģionos [57], kā arī uzlabot dažu smadzeņu struktūru funkcijas. [58]

Kognitīvie treniņi

Kognitīvo treniņu var uzskatīt par tiešu fizikālās terapijas paplašinājumu. Tomēr neirālo sistēmu sarežģītība, kas nosaka biheiviorālos sindromus, rada unikālu uzdevumu efektīvai terapijas procesu shēmai.

Ar pierādījumiem pamatota kognitīvi biheiviorālā terapija depresijas un trauksmes gadījumā saistīta ar maladaptīvu kognitīvo procesu, afektu un uzvedības lejupejošo reakciju identificēšanas un modificēšanas principiem. [59; 60] Pierādījumi liek domāt, ka cilvēks mācās pārveidot savas kognitīvās reprezentācijas un biheiviorālās reakcijas uz distresa stimuliem, tāpēc rodas plašas izmaiņas frontālajā kognitīvās kontroles sistēmā un limbiskās sistēmas aktivācijā. [61; 62]

Attēldiagnostika dažādos veidos var veicināt kognitīvos treniņus. Funkcionālie smadzeņu izmeklējumi var palīdzēt dažādu mentālo procesu neirālo korelāciju identifikācijā. [63] Attēldiagnostiku var izmantot arī kā biomarķieri vai surogātmarķieri. Šādi attēlu (fMRI un PET) biomarķieri var noderēt klīnisko rezultātu prognozēšanā [64] un terapijas novērtēšanā. PET izmanto arī glikozes metabolisma izmaiņu aprakstīšanai saistībā ar depresijas kognitīvi biheiviorālo vai farmakoloģisko terapiju. [61; 65]

Jāatceras, ka kognitīvās terapijas metodēm ir plašs potenciāls, piemēram, kā daļai no rehabilitācijas terapijas pacientiem ar fokālu smadzeņu bojājumu (insultu), kad virkni kognitīvo sindromu var pārklāt ar dažām terapijas metodēm, kā arī vairākumā neiropsihiatrisko slimību (depresijas, šizofrēnijas) terapijā. Neirozinātniski pamatoti kognitīvi treniņi var būt daudzsološa terapijas iespēja virknei smadzeņu slimību. [66]

Atgriezeniskās saites funkcionālā magnētiskā rezonanse reāllaikā

Galvenā problēma neiroplastisku izmaiņu radīšanai ir noteikt, kā izmērīt plasticitāti noteiktai smadzeņu sistēmai. Tāda mērķēšana dod iespēju pārraudzīt izmaiņas smadzeņu aktivitātē konkrētā smadzeņu vietā reāl-laikā, metodes pamats ir reģionāli smadzeņu aktivitātes mērījumi (rtfMRI — Feedback usingreal–time functional magnetic resonance imaging), kas dod iespēju cilvēkam vērot savu smadzeņu funkcionālo aktivitāti reāllaikā [67] un modulēt smadzeņu funkcijas.

Pierādījumi rāda, ka indivīdi patiešām var ar gribu kontrolēt specifiskus smadzeņu reģionus, piemēram, veseli cilvēki var kontrolēt smadzeņu aktivitāti priekšējā insultā. [68] Citā pētījumā veseli cilvēki un pacienti ar hroniskām sāpēm rtfMRI treniņus izmantoja, lai iemācītos kontrolēt smadzeņu reģionu aktivitāti, kuri iesaistīti sāpju modulācijā, kas korelēja ar sāpju uztveres samazināšanos. [69] Ilgtermiņa ieguvums ir iespēja modulēt smadzeņu aktivitāti noteiktās smadzeņu struktūrās, kas visvairāk rada konkrētus simptomus.

Kopsavilkums un nākotnes vīzijas

  • Neiroplasticitāte ir nozīmīga plaša spektra smadzeņu slimībās, normālas novecošanas procesā un veselības saglabāšanā. Plasticitātes mērījumi var sniegt ieskatu slimību patoģenēzē, uzlabot terapijas stratēģijas.
  • Daudzas neiroplasticitātes formas var notikt paralēli, to ietekmē daudzi faktori. Neiroplasticitāte parasti ir atkarīga no pieredzes un laika, to spēcīgi ietekmē apkārtējā vide.
  • Izšķirīgi plasticitātes modulatori ir motivācija un uzmanība. Iemaņu trenēšana var ietekmēt izmaiņas uzvedībā un nosaka neiroplasticitātes būtību; daudzos gadījumos biheiviorālo mērķu saglabāšana atkarīga no ilgstoša nepārtraukta terapijas procesa.
  • Neiroplasticitātei ne vienmēr ir pozitīva ietekme uz biheiviorālo statusu, dažkārt sekas var būt arī negatīvas.
  • Atklāti daudzsološi neiroplasticitātes mehānismi, virkne atklājumu ir pētījumu stadijā, tomēr daudzi jautājumi vēl aizvien ir neatbildēti. Ievirze nākotnes pētījumiem: ar plasticitāti pamatotas terapijas pielāgošana individuāliem pacientu mērījumiem, lai noteiktu smadzeņu struktūru funkcionālo statusu vai slimības izplatību.
  • Lai noteiktu potenciālos plasticitāti veicinošos faktorus specifiskos neironu tīklos, nepieciešamas ļoti efektīvas metodes. Lielākā daļa terapijas metožu laika gaitā pārbaudītas, bet ar lielāku pieredzi un izpratni šīs terapijas metodes varētu pārbaudīt, ja mērķim specifiskus treniņus kombinētu ar cilmes šūnu terapiju.
  • Terapijas procesu izpratne jebkurā līmenī veicinās profilaktisko un terapeitisko metožu attīstību.
  • Daudziem CNS stāvokļiem nepieciešam dziļāka neiroplasticitātes izpratne novecošanas procesos.
  • Labāk jāizprot biomarķieri un to izmantošana terapijas efekta kontrolei.
  • Rezultātu novērtējumā jāietver ne tikai uzvedības un neirālie mērījumi, bet arī dzīves kvalitāte, sociālās funkcijas un indivīda subjektīvā pieredze.

________________________________________________________________________________________________

Literatūra

  1. Albert SJ, Kesselring J. Neurorehabilitation of stroke. J Neurol, 2012; 259(5): 817–832. Epub 2011 Oct 1.
  2. Cramer SC, Sur M, Dobkin BH, et al. Harnessing neuroplasticity for clinical applications. Brain, 2011; 134(Pt 6): 1591–1609. Epub 2011 Apr 10.
  3. Roth G, Struber N. WiedasGehirndieSeelemacht. Klett-Cotta 2014, 3. Auflage; S. 24–44, 63–92, 144–151, 365–370.
  4. Taubert M, Lohmann G, Margulies DS, Villringer A, Ragert P. Long-term effects of motor training on resting-state networks and underlying brain structure. Neuroimage, 2011; 57(4): 1492–1498. Epub 2011 Jun 7.
  5. Timothy VP, BlisslandSam F CookeII. Long-term potentiation and long-term depression: a clinical perspective. Clinics (SaoPaulo), 2011; 66(S1): 3–17.
  6. Levin MF, Kleim JA, Wolf SL. What do motor “recovery” and “compensation” mean in patients following stroke? Neurorehabil Neural Repair, 2009; 23: 313–319.
  7. Rathore S, Hinn A, Cooper L, Tyroler H, Rosamond W. Characterization of incident stroke signs and symptoms: findings from the atherosclerosis risk in communities study. Stroke, 2002; 33: 2718–2721.
  8. Muellbacher W, Richards C, Ziemann U, et al. Improving hand function in chronic stroke. Arch Neurol, 2002; 59: 1278–1282.
  9. Cramer SC, Crafton KR. Somatotopy and movement representation sites following cortical stroke. Exp Brain Res, 2006; 168: 25–32.
  10. Grefkes C, Nowak DA, Eickhoff SB, et al. Cortical connectivity after subcortical stroke assessed with functional magnetic resonance imaging. Ann Neurol, 2008; 63: 236–246.
  11. Sharma N, Baron JC, Rowe JB. Motor imagery after stroke: relating outcome to motor network connectivity. Ann Neurol, 2009b; 66: 604–616.
  12. Carmichael ST, Archibeque I, Luke L, Nolan T, Momiy J, Li S. Growth-associated gene expression after stroke: evidence for a growth-promoting region in peri-infarct cortex. Exp Neurol, 2005; 193: 291–311.
  13. Wieloch T, Nikolich K. Mechanisms of neural plasticity following bramin injury. Curr Opin Neurobiol, 2006; 16: 258–264.
  14. Corbetta M, Kincade MJ, Lewis C, Snyder AZ, Sapir A. Neural basis and recovery of spatial attention deficits in spatial neglect. Nat Neurosci, 2005; 8: 1603–1610.
  15. Saur D, Lange R, Baumgaertner A, Schraknepper V, Willmes K, Rijntjes M, et al. Dynamics of language reorganization after stroke. Brain, 2006; 129: 1371–1384.
  16. Baillieux H, De Smet HJ, Dobbeleir A, Paquier PF, De Deyn PP, Marien P. Cognitive and affective disturbances following focal cerebellar damage in adults: a neuropsychological and SPECT study. Cortex, 2010; 46: 869–879.
  17. Milot MH, Cramer SC. Biomarkers of recovery after stroke. Curr Opin Neurol, 2008; 21: 654–659.
  18. Prince DA, Parada I, Scalise K, Graber K, Jin X, Shen F. Epilepsy following cortical injury: cellular and molecular mechanisms as targets for potential prophylaxis. Epilepsia, 2009; 50 (Suppl 2): 30–40.
  19. Karl A, Birbaumer N, Lutzenberger W, Cohen LG, Flor H. Reorganization of motor and somatosensory cortex in upper extremity amputees with phantom limb pain. J Neurosci, 2001; 21: 3609–3618.
  20. Beauregard M, Levesque J, Bourgouin P. Neural correlates of conscious self-regulation of emotion. J Neurosci, 2001; 21: RC165.
  21. Patten SB. Sensitization: the sine qua non of the depressive disorders? Med Hypotheses, 2008; 71: 872–875.
  22. Robinson TE, Berridge KC. Review. The incentive sensitization theory of addiction: some current issues. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2008; 363: 3137–3146.
  23. Sullivan EV, Pfefferbaum A. Neurocircuitry in alcoholism: a substrate of disruption and repair. Psychopharmacology, 2005; 180: 583–594.
  24. Leonardo ED, Hen R. Anxiety as a developmental disorder. Neuropharmacol Rev, 2008; 33: 134–140.
  25. Goto Y, Yang CR, Otani S. Functional and dysfunctional synaptic plasticity in prefrontal cortex: roles in psychiatric disorders. Biol Psychiatry, 2010; 67: 199–207.
  26. Balu DT, Coyle JT. Neuroplasticity signaling pathways linked to the pathophysiology of schizophrenia. Neurosci Biobehav Rev, 2011; 35: 848–870.
  27. Koob GF, Volkow ND. Neurocircuitry of addiction. Neuropsychopharmacology, 2010; 35: 217–238.
  28. Goto Y, Grace AA. Limbic and cortical information processing in the nucleus accumbens. Trends Neurosci, 2008; 31: 552–558.
  29. Koob GF, LeMoal M. Neurobiology of addiction. London: Academic Press; 2006.
  30. Kalivas PW, Lalumiere RT, Knackstedt L, Shen H. Glutamate transmission in addiction. Neuropharmacology, 2009; 56(Suppl 1): 169–173.
  31. Johnston MV, Ishida A, Ishida WN, Matsushita HB, Nishimura A, Tsuji M. Plasticity and injury in the developing brain. Brain Dev, 2009; 31: 1–10.
  32. Sharma A, Nash AA, Dorman M. Cortical development, plasticity and re-organization in children with cochlear implants. J Commun Disord, 2009a; 42: 272–279.
  33. Pascual-Leone A, Torres F. Plasticity of the sensorimotor cortex representation of the reading finger in Braille readers. Brain, 1993; 116 (Pt 1): 39–52.
  34. Chen R, Cohen L, Hallett M. Nervous system reorganization following injury. Neuroscience, 2002b; 111: 761–73.
  35. Sharma A, Dorman MF, Spahr AJ. A sensitive period for the development of the central auditory system in children with cochlear implants: implications for age of implantation. Ear Hear, 2002; 23: 532–539.
  36. Kral A, Tillein J, Heid S, Klinke R, Hartmann R. Cochlear implants: cortical plasticity in congenital deprivation. Prog Brain Res, 2006; 157: 283–313.
  37. Awaya S. Stimulus deprivation amblyopia in humans. In: Reinecke R, editor. Strabismus. New York: Grune and Stratton; 1987.
  38. O’Brien RJ, Resnick SM, Zonderman AB, Ferrucci L, Crain BJ, Pletnikova O, et al. Neuropathologic studies of the Baltimore Longitudinal Study of Aging (BLSA). J Alzheimers Dis, 2009; 18: 665–675.
  39. Shankar GM, Li S, Mehta TH, Garcia-Munoz A, Shepardson NE, Smith I, et al. Amyloid-beta protein dimers isolated directly from Alzheimer’s brains impair synaptic plasticity and memory. Nat Med, 2008; 14: 837–842.
  40. Palop JJ, Chin J, Mucke L. A network dysfunction perspective on neurodegenerative diseases. Nature, 2006; 443: 768–773.
  41. Park DC, Reuter-Lorenz P. The adaptive brain: aging and neurocognitive scaffolding. Annu Rev Psychol, 2009; 60: 173–196.
  42. Li S, Overman JJ, Katsman D, et al. An age-related sprouting transcriptome provides molecular control of axonal sprouting after stroke. Nat Neurosci, 2010; 13: 1496–1504.
  43. Hertzog C, Kramer AF, Wilson RS, Lindenberg U. Enrichment effects on adult cognitive development: Can the functional capacity of older adults be preserved and enhanced? Psychol Sci Public Int, 2009; 9: 1–65.
  44. Denys D, Mantione M. Deep brain stimulation in obsessive-compulsive disorder. Prog Brain Res, 2009; 175: 419–427.
  45. Johnson MD, Miocinovic S, McIntyre CC, Vitek JL. Mechanisms and targets of deep brain stimulation in movement disorders. Neurotherapeutics, 2008; 5: 294–308.
  46. Potter WB, O’Riordan KJ, Barnett D, Osting SM, Wagoner M, Burger C, et al. Metabolic regulation of neuronal plasticity by the energy sensor AMPK. PLoS ONE, 2010; 5: e8996.
  47. Ressler KJ, Rothbaum BO, Tannenbaum L, et al. Cognitive enhancers as adjuncts to psychotherapy: use of D-cycloserine in phobic individuals to facilitate extinction of fear. Arch Gen Psychiatry, 2004; 61: 1136–1144.
  48. Swart CM, Stins JF, Beek PJ. Cortical changes in complex regional pain syndrome (CRPS). Eur J Pain, 2009; 13: 902–907.
  49. Pariente J, Loubinoux I, Carel C, et al. Fluoxetine modulates motor performance and cerebral activation of patients recovering from stroke. Ann Neurol, 2001; 50: 718–729.
  50. DeRubeis RJ, Siegle GJ, Hollon SD. Cognitive therapy versus medication for depression: treatment outcomes and neural mechanisms. Nat Rev Neurosci, 2008; 9: 788–796.
  51. Lazar RM, Fitzsimmons BF, Marshall RS, Mohr JP, Berman MF. Midazolam challenge reinduces neurological deficits after transient ischemic attack. Stroke, 2003; 34: 794–796.
  52. Jonsdottir J, Cattaneo D, Recalcati M, et al. Task-oriented biofeedback to improve gait in individuāls with chronic stroke: motor learning approach. Neurorehabil Neural Repair, 2010; 24: 478–485.
  53. Subramanian SK, Massie CL, Malcolm MP, Levin MF. Does provision of extrinsic feedback result in improved motor learning in the upper limb poststroke? A systematic review of the evidence. Neurorehabilitation and Neural Repair, 2010; 24: 113–124.
  54. Hillman CH, Erickson KI, Kramer AF. Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition. Nature Reviews Neuroscience, 2008; 9: 58–65.
  55. Kramer AF, Erickson KI. Capitalizing on cortical plasticity: influence of physical activity on cognition and brain function. Trends Cogn Sci, 2007; 11: 342–348.
  56. Rhyu IJ, Bytheway JA, Kohler SJ, Lange H, Lee KJ, Boklewski J, et al. Effects of aerobic exercise training on cognitive function and cortical vascularity in monkeys. Neuroscience, 2010; 167: 1239–1248.
  57. Pajonk FG, Wobrock T, Gruber O, et al. Hippocampal plasticity in response to exercise in schizophrenia. Arch Gen Psychiatry, 2010; 67: 133–143.
  58. Colcombe SJ, Kramer AF, Erickson KI, et al. Cardiovascular fitness, cortical plasticity, and aging. Proc Natl Acad Sci USA, 2004; 101: 3316–3321.
  59. Beck AT. The current state of cognitive therapy: a 40-year retrospective. Arch Gen Psychiatry, 2005; 62: 953–959.
  60. Walkup JT, Albano AM, Piacentini J, et al. Cognitive behavioral therapy, sertraline, or a combination in childhood anxiety. N Engl J Med, 2008; 359: 2753–2766.
  61. Kennedy SH, Konarski JZ, Segal ZV, et al. Differences in brain glucose metabolism between responders to CBT and venlafaxine in a 16-week randomized controlled trial. Am J Psychiatry, 2007; 164: 778–788.
  62. Farb NA, Anderson AK, Mayberg H, Bean J, McKeon D, Segal ZV. Minding one’s emotions: mindfulness training alters the neural expression of sadness. Emotion, 2010; 10: 25–33.
  63. Persson J, Reuter-Lorenz PA. Gaining control: training executive function and far transfer of the ability to resolve interference. Psychol Sci, 2008; 19: 881–888.
  64. Rosenberg PB, Hillis AE. Biomarkers for Alzheimer’s disease: ready for the next step. Brain, 2009; 132(Pt 8): 2002–2004.
  65. Goldapple K, Segal Z, Garson C, et al. Modulation of cortical-limbic pathways in major depression: treatment-specific effects of cognitive behavior therapy. Arch Gen Psychiatry, 2004; 61: 34–41.
  66. Green CS, Bavelier D. Exercising your brain: a review of human bramin plasticity and training-induced learning. Psychol Aging, 2008; 23: 692–701.
  67. deCharms RC. Applications of real-time fMRI. Nat Rev Neurosci, 2008; 9: 720–729.
  68. Caria A, Veit R, Sitaram R, et al. Regulation of anterior insular cortex activity using real-time fMRI. Neuroimage, 2007; 35: 1238–1246.
  69. deCharms RC, Maeda F, Glover GH, et al. Control over brain activation and pain learned by using real-time functional MRI. Proc Natl Acad Sci USA, 2005; 102: 18626–18631.
  70. Pustokhanova LV, Morozova EM, Selivokhina OI, Shiliaeva EA. Neuromidin in the treatment of cognitive impairment in the early rehabilitation period of ischemic stroke. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2013;113(3 Pt 2):47-52
  71. Maksimova MIu, Okhtova F, Sineva NA, Vodop’ianov NP
  72. Neyromidin in the treatment of stage I hypertensive dyscirculatory encephalopathy. Ter Arkh. 2013;85(8):87-90.
  73.  Zhivolupov SA, Rashidov NA, Onishchenko LS, Samartsev IN, Klimkin AV, Iurin AA. The comparative pattern of neuromidin and magnetic stimulation influence on neuroplasticity in experimental traumatic neuropathy. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2014;114(6):57-62.
Uz augšu ↑
Chain

Saistītie raksti