Мозг детей с артрогрипозом медленнее реагирует на призыв к движению руками

21.03.2023

Команда исследователей НИУ ВШЭ вместе с врачами НМИЦ детской травматологии и ортопедии имени Г.И.Турнера сравнили когнитивные функции здоровых детей и детей с артрогрипозом. Эксперимент показал, что мозг детей, больных артрогрипозом, на несколько миллисекунд позже реагирует на слово, стимулирующее движение рук. Ученые считают, что эту особенность следует учесть при обучении детей с двигательными нарушениями и в разработке диагностических инструментов. Исследование опубликовано в журнале Clinical Neurophysiology.

Артрогрипоз — группа патологий опорно-двигательной системы: суставов, мышц или даже спинного мозга. Болезнь встречается у 1 из 10 000 новорожденных детей. Артрогрипоз не прогрессирует со временем, его можно вылечить, и после курса реабилитации здоровье ребенка восстановится. Но лечение занимает несколько лет и может закончиться уже в подростковом возрасте.

Считалось, что врожденные мышечные болезни связаны только с нарушениями движения и не влияют на когнитивные функции. Команда Центра нейроэкономики и когнитивных исследований вместе с НМИЦ детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера сравнили когнитивные функции здоровых детей и детей с артрогрипозом мышц рук и показали, чем они различаются. Для этого ученые провели эксперимент с участием 27 пациентов Центра Г.И. Турнера с артрогрипозом рук и контрольной группы из 32 здоровых детей.

Мозг человека состоит из нейронов, которые по цепочке передают электрические импульсы. В ответ на внешние раздражители, например звук или свет, импульсы могут ослаблять или усиливать друг друга. Ученые изучили, как мозг детей реагирует на слова.

В экспериментах использовали электроэнцефалограф — прибор, который улавливает и регистрирует электрические импульсы нейронов. Испытуемый садился в кресло, ему на голову надевали шапочку с электродами, каждый из которых регистрировал активность определенного участка мозга. Ребенку зачитывали слова, обозначающие движение рук или ног («лепи» и «ступи»), и псевдослова, не имеющие смысла, и фиксировали вызванные ими потенциалы — электрические сигналы, которыми обмениваются нейроны мозга в ответ на внешний сигнал. Электроды, закрепленные на голове, улавливали эти потенциалы и передавали их на компьютер для расшифровки. На графике они отображались в виде волн.

Ответные реакции мозга на призыв «ступи» и псевдослово «рапи» были идентичны у двух групп испытуемых. Однако ученые заметили статистически значимую разницу в ответах на слово «лепи». Мозг детей, больных артрогрипозом, иначе реагировал на слово, связанное с движениями рук, — реакция была примерно в 1,5 раза медленнее, чем у здоровых детей.

Ученые подчеркивают, что отличается именно бессознательный процесс обработки слов в первые миллисекунды после стимула, когда в ответ на слово «лепи» из памяти детей извлекаются ассоциации с этим движением. Авторы статьи предполагают, что из-за нехватки опыта движений руками у больных детей хуже представлены эти ассоциации, поэтому анализ слова происходит медленнее.

«При артрогрипозе рук дети рождаются без возможности управления мышцами. Они просто не понимают, как двигать рукой правильно, потому что никогда раньше этого не делали. Это как попросить человека, который не умеет двигать ушами, пошевелить ими, — объясняет младший научный сотрудник, Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Дмитрий Бредихин. — Помогает пересадка широчайшей мышцы спины, она хорошо приживается, но детям требуется время, чтобы адаптироваться».

Авторы исследования считают принципиально важным, что у детей до операции мозг хуже реагировал только на слово, стимулирующее движение рук. По мнению ученых, это  доказывает,  что  когнитивные функции не существуют изолированно, а привязаны к телу и реализуются при взаимодействии с окружающей средой. Ученые считают, что эту особенность следует учесть при обучении детей с двигательными нарушениями и в разработке диагностических инструментов.

Рисунок. Изменение активности мозга в ответ на стимулы. По оси y — активность мозга в микровольтах; по оси х — время в миллисекундах. Красный прямоугольник — статистически значимая разница между синей кривой и салатовой.   

На графике красным выделен временной интервал, в котором изменяется активность мозга. Салатовая кривая (Patients) на графике значительно ниже, чем синяя (Controls), и только потом она идет вверх и ее догоняет.

Пресс-служба НИУ ВШЭ

Нет комментариев