Исследование сигналов мозга при реальных и воображаемых движениях поможет бороться с инсультом

Исследователи выяснили, как активность нашего мозга при воображаемом движении отличается от его работы во время реального действия. Эксперименты показали, что в обоих случаях возникает предшествующий сигнал в коре головного мозга, но при воображаемом движении он не имеет четкой привязки к конкретному полушарию.

Полученные данные потенциально могут использоваться в медицинской практике для создания нейротренажеров и контроля восстановления нервных сетей у пациентов, перенесших инсульт. До сих пор не известно, чем активность мозга перед явным движением отличается от той, которая возникает перед воображаемым действием. Это решили выяснить ученые из Сколковского института науки и технологий и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, так как понимание нашего движения на уровне мозга позволит улучшить методику двигательной реабилитации после инсульта.

Они сравнили зрительно-моторные преобразования при реальных и при воображаемых движениях. Для этого авторы провели эксперимент, в котором участвовало 17 добровольцев, их средний возраст составил 23 года. Испытуемые клали руки на панель с двумя кнопками, которые периодически подсвечивались, при этом участники должны были следить только за одной из двух кнопок.

Как только кнопка зажигалась, испытуемые должны были нажать на нее или представить, как они это делают, — в зависимости от просьбы ученых. Во время эксперимента исследователи записывали электроэнцефалограмму добровольцев. Затем нейробиологи оценили сигналы участков коры, связанные с подготовкой к движению и возникновением сенсорных ощущений в руках во время выполнения движения.

Исследователи проверили, появлялись ли в мозге добровольцев какие-либо сигналы, когда зажигалась кнопка, на которой участники не фокусировали свое внимание. Оказалось, что в ответ на нецелевые стимулы у испытуемых также возникал предшествующий сигнал, хотя он был значительно слабее целевого и имел меньшую продолжительность.

Наличие такого нецелевого сигнала говорит о том, что при принятии решений в мозге сначала оценивается зрительная информация, а затем принимается решение о блокировке движения. При этом нецелевые сигналы также указывают на то, что моторные области коры не остаются неактивными во время оценки стимула, и только лишь наличие предшествующего сигнала не обязательно приводит к немедленному двигательному ответу.

«В результате инсульта в коре мозга нарушается баланс между торможением и возбуждением, нарушаются межполушарные взаимодействия, взаимодействия моторной коры со зрительными областями. Мы предлагаем использовать связанные с движением сигналы коры для оценки состояния сетей мозга, ответственных за преобразование зрительных сигналов в действия у пациентов после инсульта.

Также с их помощью можно анализировать, насколько успешно проходит реабилитация. Такой подход будет высокочувствительным, поскольку позволит зафиксировать улучшения состояния моторных систем мозга еще до того, как они проявятся в самих движениях», — рассказал один из участников проекта, старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий Николай Сыров.Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в журнале Cerebral Cortex.

Источник: наука.рф