Учёные из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали инновационную неинвазивную терапию стимуляции мозга, позволяющую значительно улучшить зрительную функцию у пациентов, перенёсших инсульт и потерявших зрение после него. Этот подход может стать более эффективным и быстрым способом восстановления зрительной функции в таких случаях.

Каждый год тысячи людей, переживших инсульт , страдают гемианопсией — заболеванием, которое приводит к потере половины поля зрения («вертикальной средней линии»). Гемианопсия серьёзно затрудняет повседневную деятельность, такую ​​как чтение, вождение автомобиля или просто ходьба в людных местах.

В настоящее время не существует методов лечения, способных полностью восстановить утраченную зрительную функцию при гемианопсии. Большинство доступных методов направлены на обучение пациентов адаптации к потере зрения, а не на его восстановление. Для достижения хотя бы некоторой степени восстановления требуются месяцы интенсивной нейрореабилитационной подготовки, что в лучшем случае приводит лишь к умеренному восстановлению.

Проблема заключается в том, как мозг координирует активность различных зрительных зон, например, между первичной зрительной корой и средневисочной областью (вторичной зрительной корой), взаимодействие которых отвечает за обнаружение движения. Обычно эти зоны работают согласованно, обмениваясь информацией посредством точной синхронизации электрических ритмов мозга, известных как осцилляции. Однако инсульт часто приводит к нарушению этой связи.

Исследования показали, что воздействие на эти колебания с помощью внешней неинвазивной стимуляции мозга может помочь восстановить нарушенную, несинхронизированную связь между областями, повысить производительность и способствовать восстановлению зрения.

В этом ключе исследователи под руководством Фридхельма Хуммеля из Института Neuro-X Федеральной политехнической школы Лозанны протестировали новый метод лечения, сочетающий визуальную тренировку с многофокусной неинвазивной стимуляцией мозга для перестройки мозговой коммуникации и улучшения восстановления при гемианопсии.

Работа опубликована в журнале Brain.

В этом экспериментальном плацебо-контролируемом двойном слепом клиническом исследовании первый автор Эстель Раффин и ее коллеги показали, что этот новый подход может значительно улучшить восстановление зрительных функций у пациентов, перенесших инсульт , даже у тех, у кого имеются давние нарушения зрения.

«[Это] один из наших захватывающих клинических проектов, в котором мы применили инновационную стратегию лечения, основанную на организованной бифокальной неинвазивной стимуляции зрительной системы, вдохновленную физиологическим функционированием мозга, для улучшения зрительных функций у пациентов с гемианопсией, перенесших инсульт», — говорит Хаммель.

«Кроме того, мы определили факторы, связанные с ответом на лечение; потенциальные биомаркеры для стратификации пациентов».

В исследовании приняли участие 16 пациентов с гемианопсией, перенесших инсульт. Участники тренировались выполнять задание на обнаружение движения, направленное на стимуляцию края слепого поля зрения. Одновременно с этим они получали стимуляцию мозга, называемую кросс-частотной транскраниальной стимуляцией переменным током (cf-tACS), которая использует низкоинтенсивные электрические токи для модуляции мозговых колебаний, их перестройки и улучшения когнитивных функций.

В данном исследовании для синхронизации мозговых колебаний между первичной зрительной корой и медиально-височной областью использовалась технология cf-tACS. Исследователи подавали электрические сигналы разной частоты на эти две области, имитируя естественный паттерн взаимодействия мозга.

В частности, они использовали так называемую прямую стимуляцию головного мозга с помощью cf-tACS, которая доставляет низкочастотные альфа-волны в первичную зрительную кору, а высокочастотные гамма-волны — в область, чувствительную к движению.

Такой подход отражает типичный поток информации «снизу вверх» в мозге во время обработки визуальной информации, помогая восстановить нарушенную коммуникацию после инсульта.

Стимуляция мозга улучшает восприятие движения

Пациенты, получавшие тренировку cf-tACS по прямому паттерну, продемонстрировали значительно более выраженное улучшение восприятия движения, чем пациенты, получавшие контрольную тренировку по обратному паттерну. У пациентов наблюдалось заметное расширение поля зрения, особенно в областях, на которые воздействовали во время тренировки.

Некоторые пациенты даже сообщали о реальных улучшениях, например, один из них «мог видеть правую руку своей жены, сидя на пассажирском сиденье, когда она была за рулем», что было невозможно до лечения cf-tACS.

Данные нейровизуализации и ЭЭГ подтвердили, что лечение восстановило связь между первичной зрительной корой и средневисочной областью. ЭЭГ выявила улучшение синхронизации между этими областями, а сканирование мозга подтвердило повышенную активность в средневисочной области после стимуляции.

Наиболее выраженные улучшения наблюдались у пациентов, у которых пути от зрительной коры до средневисочной области были частично сохранены, что позволяет предположить, что даже частичное сохранение этих цепей может способствовать восстановлению.

Это исследование показывает, что воздействие на определённые участки мозга с помощью синхронизированной стимуляции, основанной на физиологии, может усилить эффект зрительной тренировки. Если результаты будут подтверждены в более масштабных исследованиях, этот подход может стать более быстрой и доступной терапией для пациентов, перенесших инсульт и страдающих гемианопсией.