КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 17-75-10062

НазваниеРазработка алгоритма картирования моторной системы для ранней диагностики и мониторинга индивидуальных нарушений

Руководитель Синицын Дмитрий Олегович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр неврологии" , г Москва

Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-104 - Физиология

Ключевые слова навигационная транскраниальная магнитная стимуляция, моторное картирование, вызванные моторные ответы, вариабельность нейрональных ответов, нейродегенеративные заболевания, боковой амиотрофический склероз

Код ГРНТИ76.29.51

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Заболевания нервной системы представляют большую общественную проблему ввиду их распространенности, высоких рисков инвалидизации, снижения качества жизни, финансовых затрат на лечение и реабилитацию. Развитие высокотехнологичных методов ранней диагностики позволяет выявлять нарушения на ранних стадиях, получать детальную картину патологического процесса, что создает основу для разработки патогенетически обоснованного, персонифицированного терапевтического воздействия. Важным методом неинвазивной диагностики нарушений функции двигательной системы при заболеваниях центральной нервной системы (ЦНС) является картирование моторных зон при помощи навигационной транскраниальной магнитной стимуляции (нТМС). При этом совокупность точек коры, стимуляция которых приводит к регистрации вызванных моторных ответов, измеряемых с помощью накожной электромиографии, составляет двигательное корковое представительство данной мышцы. Исследование кортикальных карт представляет клинический интерес при обследовании пациентов с зеркальными движениями, кортикальными дисплазиями, нейродегенеративными заболеваниями, травмами спинного мозга и травматических ампутациях конечностей [1]. В частности, в исследовании [2] было обнаружено, что при боковом амиотрофическом склерозе (БАС) моторные карты в большинстве случаев имеют меньшую площадь по сравнению с картами здоровых людей, однако у ряда пациентов с недавним дебютом заболевания наблюдались увеличенные карты, что может быть связано с компенсаторными нейропластическими процессами. Интерпретация моторных карт, полученных с помощью нТМС, осложняется существенной вариабельностью вызванных моторных ответов. Так, по данным исследования [3], при стимуляции одной и той же точки коры треть наибольших ответов в среднем в 10 раз выше, чем треть наименьших ответов. При повторном картировании мышц у здоровых испытуемых положение центра масс изменяется в среднем на 7 мм [4], при этом три картирования одной мышцы приводят к картам, перекрывающимся по площади в среднем на 24% [4]. Моторные представительства также показывают динамику в связи с формированием двигательных навыков [5]. Помимо внутрииндивидульной имеется также межиндивидуальная вариабельность двигательных карт, которая остается недостаточно изученной. Эти факторы затрудняет диагностику нарушений, а также интерпретацию изменений параметров при прогрессировании заболевания и в результате терапевтических воздействий. Отсутствие унифицированного протокола картирования двигательных представительств в норме и при патологии ЦНС, например, при БАС или инсульте, крайне затрудняет сравнение и интерпретацию проводимых исследований, даже в пределах одной лаборатории. Необходимо изучение различных подходов к картированию с целью выбора оптимального протокола и унифицирования получаемых результатов, что позволит сравнивать большие группы здоровых и пациентов, обследуемых в разных лабораториях. Настоящий проект имеет целью исследование возможных алгоритмов картирования моторных зон с помощью нТМС, выбор оптимального алгоритма и изучение воспроизводимости его результатов, а также описание распределения различных свойств моторных карт у здоровых людей. Кроме того, планируется применение полученных результатов для диагностики и выявления типичных паттернов нарушений в моторной системе у пациентов с БАС. Перед проектом ставятся следующие задачи: 1. Определение оптимального протокола моторного картирования. 2. Исследование воспроизводимости моторных карт между сессиями у здоровых добровольцев. 3. Описание внутри- и межиндивидуальной вариабельности кортикальных представительств мышц у здоровых добровольцев. 4. Выявление типичных паттернов нарушения моторных карт при нейродегенеративном процессе на примере пациентов с БАС. Выработка критериев значимости изменений. Для решения этих задач планируется набор не менее 15 здоровых добровольцев. Будут исследованы различные аспекты алгоритма картирования. В частности, будут сравнены методы с заранее заданной сеткой точек стимуляции и с набором точек, определяемым индивидуально для каждого пациента с учетом ответов в предыдущих точках. Также будет исследовано влияние на результаты количества стимулов, применяемых в каждой тестируемой точке. На основе этих данных будет выбран оптимальный алгоритм картирования. Для исследования воспроизводимости результатов будет проведено не менее трех сессий картирования одной и той же мышцы у здоровых добровольцев. Будут исследованы изменения различных параметров карт, таких как положение центра масс, форма, площадь и взвешенная по амплитуде площадь, а также доля перекрывающейся площади карт в различных сессиях. Будет описано распределение свойств карт у здоровых добровольцев. Клиническое применение полученных результатов будет состоять в исследовании кортикальных представительств той же мышцы у 15 пациентов с БАС. Результаты будут сопоставлены с параметрами карт в норме для выявления индивидуальных паттернов моторных нарушений. Значимость изменений будет оценена с учетом информации о распределении параметров в здоровой популяции. Таким образом, в данном проекте впервые будет проведено детальное исследование алгоритмов картирования моторных зон мозга с помощью нТМС и их влияния на воспроизводимость получаемых результатов и выработан оптимальный алгоритм. На основе данных о воспроизводимости и межиндивидуальной вариабельности моторных карт будут сформулированы новые, обоснованные критерии патологических изменений. В результате будет создан унифицированный протокол картирования, который позволит выявить и обобщить патологические паттерны при различных заболеваниях ЦНС с помощью навигационной транскраниальной магнитной стимуляции как высокотехнологичного способа диагностики индивидуальных моторных нарушений. [1] A. Rotenberg, J.C. Horvath, A. Pascual-Leone (Eds.), Transcranial Magnetic Stimulation, Humana Press, 2014, doi: 10.1007/978-1-4939-0879-0. [2] A. Chervyakov et al. Navigated transcranial magnetic stimulation in amyotrophic lateral sclerosis. Muscle Nerve, 51(1):125-31, doi:10.1002/mus.24345. [3] H. Mäki, R.J. Ilmoniemi, EEG oscillations and magnetically evoked motor potentials reflect motor system excitability in overlapping neuronal populations, Clinical Neurophysiology Vol. 121, Issue 4, 2010, pp. 492–501, doi: 10.1016/j.clinph.2009.11.078. [4] C. Weiss et al., Mapping the hand, foot and face representations in the primary motor cortex — Retest reliability of neuronavigated TMS versus functional MRI, NeuroImage 66 (2013) 531–542. [5] А.Г. Пойдашева и др., Динамика коркового моторного представительства общего разгибателя пальцев на фоне обучения представлению движений с помощью интерфейса мозг-компьютер: контролируемое исследование, Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2017, принята к печати.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---