скрыть меню

Новое в эпилептологии


страницы: 10-13

Ю.А. Бабкина, к.мед.н., невролог, врач функциональной диагностики, научный сотрудник ГУ «Институт неврологии, психиатрии и наркологии НАМН Украины», медицинского центра «НЕЙРОН», г. Харьков
Бабкина Ю.А.

Рубрику ведет Бабкина Юлия Андреевна – к.мед.н., невролог, врач функциональной диагностики, научный сотрудник ГУ «Институт неврологии, психиатрии и наркологии НАМН Украины», медицинского центра «НЕЙРОН», г. Харьков.
Материал публикуется при поддержке Украинской противоэпилептической лиги.
Адрес для корреспонденции: paraboloid@i.ua

Уважаемые коллеги, вашему вниманию предлагается обзор статьи E. Roger et al. «The link between structural connectivity and neurocognition ­illustrated by focal epilepsy», опубликованной в журнале «Epileptic disorders» (2018; 20 (2): 88–98). Данный мате­риал посвящен особенностям структурных изменений белого веще­ства головного мозга у пациентов с височной эпилепсией.

Структуры голов­ного мозга взаимо­связаны с помощью белого веще­ства, ­которое состоит в основ­ном из пуч­ков аксо­нов, покры­тых миелином. Бла­го­даря совре­менным методам исследования сегодня возможно ­изучать как анатомические свойства, архитектуру, так и пространственную траек­торию, плот­ность и целостность белого вещества. Указанные структурные свой­ства, изученные в аспекте когнитивных функций и поведенческих характеристик, позволят разраба­тывать более сложные нейро­когнитивные модели и вытеснять традиционные. Исходя из конкрет­ных функций бе­лого вещества, на данный момент разли­чия делаются между макро-, мезо- и микро­масш­та­­би­рованием.

Тради­ци­онно на макро­скопиче­ском уровне ­исследуют морфо­логию проводя­­щих пучков, их длину, траек­то­рию и пространст­ве­н­ное располо­жение, а на мезомикроскопиче­ском — ­состав и целостность ткани. В част­но­сти, ана­лиз на мезомикроскопи­ческом уровне неинвазивным спо­со­бом мо­жет быть выполнен при помощи магнитно-­резонансной томографии (МРТ), используя различные параметры, которые получены при обработке диффузионного изображения (диффузионная МРТ). Для исследования воло­кон на макроскопическом уровне может быть задействована тракто­графическая реконструкция (детерминированная или вероятно­стная трактография) на основе данных процесса диффузии.

Макроскопические волокна белого вещества организуются в кластеры, образующие широкие коммуникационные пути, и классифицируются на:

  1. Проекционные волокна (коронарные лучи, внутренняя капсула, кортико-­спинальные пути), которые ­со­единяют кору головного мозга ­с базаль­ными ганглиями, мозговым ство­лом и серой материей спинного мозга.
  2. Комиссуральные волокна (мо­золистое тело, передние и задние ­ко­миссуры, спайки гиппокампа) — обес­печивают связь между областями обоих полушарий.
  3. Ассоциативные волокна — осуществляют внутриполушарные связи и соединяют различные области коры в пределах данного полушария.

Хирургическое лечение больных эпилепсией (изоляция ло­куса эпи­леп­тической активности, ка­л­ло­зотомия) сопряжено со значительным когнитивным дефицитом, что подтверждает теорию, согласно которой волокна белого вещества необходимы для процесса познания.

Действительно, большие пораже­ния белого вещества, как правило, со­провож­даются тяжелым поведенческим и когнитивным дефицитом и менее благоприятным прогнозом. Поэтому нейрохирурги прилагают все возможные усилия для сохранения связей основных сетей. Результаты ряда исследований продемонстрировали, что плас­тический потенциал макроструктуры белого вещества минимален. Этот факт говорит о низкой изменчивости и слабой реорганизационной способности белого вещества.

К примеру, пучки белого вещества у взрослых и маленьких детей аналогичны, они соединяют одинаковые области коры головного мозга, которые у детей еще даже не достигли ­зрелости. У котов с врожденной ­глухотой и здоровых особей также ­одинаковая архитектура указанного вещества. Сле­довательно, можно полагать, что с точки зрения анатомии патология не повлекла за собой крупно­масштабной реорга­низации белого вещества. Как стало известно, ком­пен­саторно развитое периферическое зрение (визуальный дорзальный путь) при врожденной глухоте, вероятно, связано с межмодальной функциональной плас­тичностью, поскольку неиспользуемые структуры (слуховой дорзальный путь) начинали выполнять визуальные функции.

Это отражает концепцию «минимального общего мозга», описа­нную Т. Ius et al. (2011), как неизменной составляющей центральной нервной сис­темы. В частности, она основывается на серь­езных ограничениях, налага­емых мозговой архитектурой. Дей­стви­тельно, основные пучки состоят из сходящих­ся волокон, которые пере­секают узкие пространства, разделенные анато­мическими границами (извилины, борозды, желудочки и ядра), что исключает появление крупных морфологических вариаций.

Мезомикроскопически белое вещество имеет сложную микроструктурную анатомию, которая состоит из аксональных волокон и глиальных клеток (в основном олигодендроцитов, астроцитов и микроглии). Современные достижения в области нейрогистологии позволили предположить, что указанная микроструктура динамична, число миелинизирова­нных аксонов в пучках изменяется, и все аксоны одинаково не миелинизируются. В течение многих лет толщину миелина принимали за простое линейное явление, определяемое диаметром аксонов, то есть, чем больше аксон, тем толще слой миелина. С учетом последних результатов в этой сфере наиболее вероятной гипо­тезой считается прямая зависи­мость толщины миелина от нейро­нной активности, поскольку олигодендро­циты способны обнаруживать и реагировать на активность нейронов.

Если же макроструктура белого ­ве­щества выглядит относитель­но постоянной, то ее микроструктура — крайне пластич­на. Данные диффузионной МРТ у маленьких детей сви­детельствуют о том, что ­созревание пучка волокон проис­ходит одно­временно с развитием ребенка и напрямую связано с увеличением элект­рической передачи. Так, A. A. Schlegel et al. (2012) наблюдали пластичность микроструктуры в нескольких пучках белого вещества после интенсивного обучения второму языку. Выясни­лось, что у пожилых людей микроструктурная целостность белого веще­ства и скорость обработки информа­ции взаимо­связаны. Полученные резуль­та­ты подтверждают, что миелиниза­ция напрямую связана с нейронной активностью. Миелин-продуцирующие олиго­дендроциты представляют собой наиболее мета­болически активные клетки, следовательно, и наиболее уязвимые.

Структурная связь напрямую поддерживает функциональное проведение импульса, хотя и само когни­тивное функционирование также оказывает модулирующее влияние на эти соединения. Кроме того, микроструктурные изменения могут влиять на качество проведения (прочность или скорость), возникновение и существование синапсов, а также соеди­нений, которые определяются активностью (синхро­нные/асинхронные разряды или отсутствие разрядов) между клетками или облас­тями коры (в более широких масштабах).

Недавно разработанные нейро­ко­г­нитивные модели основаны главным образом на концепции, в соответствии с которой ­церебральная обра­ботка является результатом интеграции и потенцирования сетей, состоящих из параллельных, а иногда выборочно совпа­дающих частей.

Модель речевой связности разработана, исходя из прямой электри­ческой подкорковой стимуляции, и фокусируется на роли различных пучков белого вещества в речевых опера­циях. При том, что она включает два основные двух­­направленные пути: вентральный семантический и дорзальный фонологический. Так, последний непосредственно соединяет заднюю височную и заднюю лобную кору через дугообразный пучок. Когда этот пучок белого ­вещества стимулируется (в доминирующем полушарии) во время задания визуального обозначения наблюдается фонемическая пара­фазия.

Фонологический путь также задействует верхний продольный пучок, расположенный латеральнее по отношению к дуго­образному пучку, артикуляционную петлю (нижняя лобная кора до супра­маргинальной извилины), кото­рые участвуют в слуховой и вербальной рабочей памяти (через верхний продольный пучок в переднем сегменте) и центр воспри­ятия речи, объединяющий ­супрамаргинальную извилину и задние височные области (через верхний продольный пучок в заднем сегменте). Стимуляция верхнего продольного пучка в доминирующем полу­шарии проявляется нарушениями артикуляции.

Результаты диффузионной МРТ и гисто­логических исследований вент­рального семантического пути указы­вают на две частично перекрывающиеся ветви. Прямая — соеди­няет затылочную и височную области с префронтальной через нижний лобно-­затылочный пучок.

Этот лексико-семантический путь (в левом полушарии) облегчает доступ к знаниям и концепциям, а также к семантическому контролю. Непрямая ветвь через нижний продольный пучок соединяет затылочные и задне­височные функциональные зоны, ­участвующие в визуальном распознавании и идентификации объектов.

В частности, при стимуляции вентрального семан­тического пути по­явля­ются семан­тическая парафазия (в 90 % слу­чаев при визуальном тестирова­нии объекта) и вербальные персевера­ции. Указанные цепи, по-видимо­му, дей­ству­ют ­параллельно и интер­активно, прежде чем объединиться с префронтальной корой для интегра­ции конечных да­н­ных каждой из подсетей. Опи­сы­вается, что функционирова­ние этой большой распределенной сети модулиру­ется стриато-корко­вой петлей, кото­рая соединяет лобные структуры с го­лов­­кой хвоста­того ядра. Таким обра­зом упомянутый цикл играет определе­нную роль в управле­нии речью, особе­­нно в выборе, торможе­нии и планиро­ва­нии. А ­конечный общий путь ведет к последней стадии воспроизведения речи.

Но до сих пор нет четко установленной нейробиологической модели памяти. Тем не менее большая лобно-­теменно-височная сеть (в левом полушарии) отвечает за вербальную па­мять. В соответствии с выше­указанной информацией о вентральном семантическом пути левый нижний продольный пучок играет важную роль в запоминании устной информации. Крючковидный пучок, как связь между лобной и височной долями, также имеет большое значение в процессе памяти (кодирование, распознавание, самосознание).

Другие волокна белого вещества, а именно поясной извилины и свода, являются частью схемы J. W. Papez (США) и участвуют в процессах накоп­ления, сохранения и воспроизведения знаний и навыков, а также и обучения. Если учесть, что с данными структурами контактируют лимбические структуры, то можно предположить наличие эмоциональных компонентов в формировании памяти.

Наблюдения, касающиеся структурной связности процессов языка и памяти, подтверждают теории M. М. Me­su­lam (2000), ­которые ­ос­но­вываются на методе исключе­ния и функциональной визуализа­ции. Ученый описал ряд крупных сетей, участвующих в позна­нии и поведе­нии, среди которых и рече­вая. В свою очередь, она содер­жит два центра: зону Брока и Вер­нике (сеть иденти­фика­ции объектов и лиц, которая сходится к решающей зоне семантической сис­темы, височному полюсу) и сеть эмоций и памяти (их центры располо­жены во внутренней височной доле, амигдало-гиппокапальный комплекс).

Функции речи и словесной памяти неразрывно связаны с внутренними сетями на основе временных хабов, и обычно латерализированы в левом полушарии у здоровых субъек­тов (в случае речи — для 95 %, для правшей и левшей — в 80 %). Начиная уже с раннего детства, здоровые субъекты проявляют микроструктурную асимметрию левых ­комплексов белого вещества (аналог морфометрической асимметрии, ­обнаруженной в кортикальных зонах речи).

К примеру, фокальная эпилеп­сия включает в себя припадки, индуци­рованные ­пароксизмальными и гипер­синхронными электрическими раз­­­­рядами групп нейронов из ограниченной корко­вой зоны (эпилептического очага). Ибо класси­ческое определение эпилептического очага как «необходимой и достаточной кортикальной области, ини­циирующей ­судороги, и удале­ние или отсоединение которой прекра­щает их», ­на се­годня уже устаревает. Поэтому концеп­цию эпилептического очага следует рас­смат­ривать более дина­мично и ин­тег­ративно. Ведь очаго­вые приступы иногда провоцируются микро­­областями, ­которые расположены на расстоянии от зон, где обычно проис­ходят судороги, и даже полная резекция эпилептического локуса может не привести к их прекра­щению. В настоящее время ­фокаль­ная эпилепсия все чаще рассматривается как сетевая патология мозга, и предлагается использовать термин «системная эпилепсия».

Височная эпилепсия — ­наи­­бо­лее распространенный тип фокальной эпилепсии, она встречается у 70–80 % всех взрослых случаев. Часто височная эпилепсия сочетается с одно­сторонним ме­ди­аль­ным ­височным склерозом, кото­рый большей частью принимает форму гиппокампального склероза, вплоть до атрофии гиппо­кампа. Ибо в трети случаев височ­ной эпилепсии от­ме­чается фармако­резистентное течение, и тогда хирургическое вмеша­тельство является едва ли не единственным ­терапевтическим методом, способ­­ным остановить припадки. Сами присту­пы и хирургическая резекция могут влиять на когнитивное функционирование из-за хронической цереб­ральной дисфункции или размеров ­хирургического вмешательства.

Что касается хронического патологического процесса, то, несмотря на свою кратковременность, эпилеп­тические припадки — эксайтотоксич­ны, поскольку повторяющаяся актива­ция синапсов и взаимосвяза­нных сетей при припадках индуци­рует раз­лич­ные формы нейро­нной ­плас­­тич­­ности. Подобные припадки могут вызывать потерю ­нейронов, развитие новых возбуждающих синап­сов и прорастание ­аксонов. Ре­зуль­таты молеку­лярно-биологического исследова­ния продемонстрировали, что один эпизод эпилепти­ческой гипер­активности может активиро­вать до 1 тыс. генов, которые соответству­­ют предшествен­никам факторов роста, приводя к синтезу белка и денд­рит­­ному развитию. Исходя из послед­них науч­ных данных, описана концеп­ция неосинапсов: большин­ство указанных ново­­образованных синапсов — ана­то­ми­чески и функционально абер­рант­ны («реактивная ­плас­тичность»), что ­пагубно отра­жа­ется на когнитив­ных функциях.

Но в большинстве случаев наиболее частый тип когнитивных нарушений в височной эпилепсии касается име­нно функ­ций речи и памяти. Так, в обзоре C. Hoppe et al. (2007) со­об­щалось, ­что 55 % всех паци­ентов с указанным типом эпилепсии стра­дают от ­эпи­зодических словесных или невербальных нарушений памяти, 43 % — от речевых нарушений, но чаще всего ­поражаются: визуальное обозначение, беглость ре­чи и слуховое восприятие. Ре­организация мозговых сетей традиционно изучалась с использованием инвазивных методов, таких как ­процедура J. Wada (введение в общую сонную артерию амобарбитала) или стереоэлектро­энцефалография (sEEG). Благодаря современным достижениям мозговые сети и их плас­тичность могут изучаться с использованием двух взаимо­дополняющих основных подходов: функциональный (связь с задачами) и структурный (анатомическая связь).

Наряду с этим функциональные ­ис­сле­­дования с помощью получе­нных данных свидетельствуют о том, что атипич­ное расположение рече­вых зон достаточно редко встречается в здоровой популяции. Хотя среди пациен­тов с височной эпилепсией это явление фиксируется в два раза чаще. Так, в периоды отсутствия припадков наблюдаются три атипичные законо­мерности: межполушарные, скрещенные межполушарные и внутри­полушарные.

Меж- и внутриполушарные функциональные различия в аспекте ­вербальной памяти и речевых на­ру­­шений в основном рас­простра­нены у пациентов с височной эпилепсией, чем у здоровых людей. A. Haag and S. Bonelli (2013) описали в указанной группе лиц перенос функции памяти в гомологичные ­области в контралатеральном полушарии (межполушарные изменения) или на уровне полушария, с дополнительными зонами в ипсилатеральных лобных областях. У здоровых субъектов задачи на визуальное обозначение и память приводят к левосторонней активации гиппокампа, а у лиц с височной эпилепсией активируются только нижние лобные извилины и ресурсы левого полушария. Эта лобная «стратегия» представляется неэффективной, учитывая, что такие пациенты выполняют подобные задачи менее эффективно, нежели здоровые люди.

S. Foscolo et al. (2007) исследовали структуру крючковидного и нижнего продольного пучков у пациентов с височной эпилепсией, исходя из их анатомической близости к эпилептогенной зоне. ­­­­Согласно теории мини­маль­ного общего мозга, различий в макроструктуре волокон между пациентами с височной эпилепсией и здоровой контрольной группой не обнаружили. В частности, данные исследования диффузионной МРТ подтвердили тот факт, ­что у лиц с височной эпилепсией нару­шена микро­скопическая це­лостность пучков, которые связа­ны с речью и памятью, что и обуславливает их когнитивный дефицит.

C. R. McDonald et al. (2008) установили связь между целостно­стью левых дугообразных волокон и визуальным обозначением предме­тов. J. D. Riley et al. (2010) описали взаимо­связь целостности крючковид­ного и левого нижнего продоль­­но­го пуч­ка с процессом задержки словес­ной памяти, а также невредимо­сти структур свода с кратко­срочной памятью. Так, ссылаясь на концеп­цию плас­тической и завися­­щей от актив­но­сти микрострук­турной связно­­сти, T. M. Ellmore et al. (2010) проде­монстри­ровали, что индекс струк­тур­ной асимметрии, базирующий­ся на изучении речевых трактов (согласно данным диффу­зионной МРТ), мо­жет быть использо­ван для оценки с большой прогностической достоверностью функциональной латерализации речевых возможностей у пациентов с височной эпилепсией. V. Dinkelacker et al. (2016) описали ­явление гиперсвязи (увеличение струк­турной связности для некоторых подкорковых зон у пациентов с эпилепсией по сравнению со здоровыми субъектами), которые могут отражать функциональную компенсацию.

Диффузионные нарушения у пациентов с указанной эпилепсией не ограничиваются эпилеп­тогенной височ­ной долей, а включают обширную сеть, охватыва­ющую раз­личные ассоциа­тивные, про­ек­­ци­он­ные и коми­ссу­ральные пучки. Модификация па­раметров диффу­зии наблюда­ется в периоды ­отсутствия припадков, вне зависимости от нали­чия либо ­от­сутствия органиче­ских измене­ний, как эпилептического локуса (при обыч­ной МРТ). S. S. Keller et al. (2012) заметили, что диффуз­ные аномалии коррелируют с продолжительностью эпилепсии, и этот феномен они воспринимали как по­степенный дегенеративный процесс. Ученые пришли к выводу, что по результатам диффу­зионной МРТ эпилепсия не может рассматри­ваться исключительно как очаговая корковая патология с явно односторонним поражением. Исходя из данных диффузи­онной МРТ и гис­то­логических исследований, у пациентов с височ­ной эпилепсией обнаружили потерю аксонов, уменьшение их диаметра и дефекты оболочки миелина в сохра­нившихся аксонах предполагаемой эпилеп­то­­генной зоны. Однако остается спор­ным вопрос о пространственной динамике нарушений.

Сегодня существует две глобальные теории: распространения и инициации. Так, согласно теории распространения обобщенные диффузные аномалии являются симметричными и равными по масштабам между полушариями, в результате чего дегенерация белого вещества связана с сопутствующими нарушениями комиссуральных волокон. Мозолистое тело особенно уязвимо и участвует в большинстве случаев в передаче эпилептической актив­ности из одного полушария в другое (также и в отношении генера­лизации). При припадке височной эпилеп­сии лобная доля практически всегда вовлекается через крючковидный пучок, который нередко распространяется и на другое полу­шарие. Вместе с тем по теории симмет­рии ­характер таких изменений в ипсилатеральном эпи­лептогенном полушарии должен быть идентичным, поскольку такие изменения связаны с распрост­ра­не­нием судорог. Эти наблюде­ния подтверждают тот факт, что изменения контралатерального полушария ­представляют собой прямые и основные эф­фек­ты эпилептической актив­ности. В соответствии с теорией инициации эти изменения гораздо более выра­жены в ипсилатеральном полуша­рии в эпилептогенной зоне.

W. M. Otte et al. (2012) сравнили целост­ность ­раз­лич­ных тканей белого вещества у пациентов с височной ­эпилепсией в зави­симости от степени их связи с эпи­лептогенной височной ­до­лей. Нарушения в непосредственно связанных структурах были значи­тель­нее, чем в отдаленных. J. D. Riley et al. (2010) обнаружили «центробежное повреждение» вокруг эпилептогенной зоны. Кроме диффузных изменений белого вещества, которые объяс­нились первичной хронической дегенерацией, вторичные нарушения (в виде незначительных изменений волокон или деградации миелина) связывали с явле­ни­ями разъединения или диас­хиза, а изменения в контралатеральном полушарии рас­сматривали как косвен­ный и вторич­ный эффект приступов.

Решение проблемы пространст­венной динамики нарушений и подход к структурной связности, помимо теоре­тической важности, будет иметь преимущества и для клинической практики. Дальнейшие исследования структурной связи у пациентов с фокальной и фармакорезистентной эпилепсией предоставят информацию о том, что происходит на расстоянии от предполагаемой эпилептогенной зоны. Учитывая определенную возможность для субкортикальной пластичности, такой подход вполне может позволить идентифицировать биомаркеры, ко­торые могут использовать для локали­зации реги­она, подлежащего удалению (эпилепто­генные сети), а также в качестве функциональных областей, на которые нельзя влиять. Это будет крайне полезно при принятии хирур­гических решений. Чтобы полностью использовать фокальную природу эпилеп­тического состояния (к примеру, модель височ­ной эпилепсии) для изу­чения реорганизации мозга рече­вой памяти, необходимо прибегнуть к мульти­модальному подходу, кото­рый охватывает как органиче­ское исследование белого вещества (исходя с анализа диффузионной МРТ и тракто­графии), так и функциональное — с помощью функциональной МРТ (предполагает проведение функциональных проб).

Данный подход позволит разработать новые интегрированные нейро­когнитивные модели для использования в клинических условиях.

Наш журнал
в соцсетях:

Выпуски за 2018 Год

Содержание выпуска 1, 2018

  1. Ю.А. Бабкина

  2. А.Є. Дубенко, С.О. Сазонов, Ю.А. Бабкіна, В.І. Смоланка, М.М. Орос, В.В. Грабар

  3. И.Н. Карабань, Н.В. Карасевич

  4. Т.Н. Слободин

  5. О.М. Мишаківська

  6. О.В. Прохорова

  7. І.В. Калугін, О.О. Хаустова, О.С. Осуховська

Содержание выпуска 6 (98), 2018

  1. Ю.А. Бабкина

  2. М.Е. Черненко, В.И. Вовк

  3. С.Г. Бурчинский

  4. С.А. Мацкевич, М.И. Бельская

  5. О.А. Козерацька

  6. О.А. Борисенко, Т.А. Зайцева, А.В. Шапошникова, С.Г. Кудинова

Содержание выпуска 4-5 (97), 2018

  1. Ю.А. Бабкина

  2. Тріщинська М.А.

  3. Павленко Т.-М.

  4. Бурчинский С.Г.

  5. Левада О.А., Троян О.С.

  6. В’юн В.В.

Содержание выпуска 3 (96), 2018

  1. Ю.А. Бабкина

  2. В.О. Бедлінський

  3. В.Г. Безшейко

  4. T. Сошенко, A. Габінська

Содержание выпуска 2 (95), 2018

  1. Ю.А. Бабкина

  2. Н.А. Марута

  3. А.Г. Бондарчук, Р.В. Бальоха

  4. С.А. Мацкевич, М.И. Бельская

  5. В.О. Климчук, В.В. Горбунова

  6. Ю.А. Крамар

  7. Т.А. Зайцева, О.А. Борисенко, П.П. Зайцев

Выпуски текущего года

Содержание выпуска 1, 2024

  1. І. М. Карабань, І. Б. Пепеніна, Н. В. Карасевич, М. А. Ходаковська, Н. О. Мельник, С.А. Крижановський

  2. А. В. Демченко, Дж. Н. Аравіцька

  3. Л. М. Єна, О. Г. Гаркавенко,