Модель постактивационного эффекта скелетных мышц для изучения нейрофизиологических механизмов и диагностики нарушения мышечного тонуса при болезни Паркинсона и рассеянном склерозе
Руководитель: Мейгал Александр Юрьевич
Заказчик: Российский научный фонд
Срок выполнения: 01.01.2024 − 31.12.2025
Мышечный тонус является базовым понятием физиологии движения, он необходим для целенаправленных движений и позных реакций. Мышечный тонус неоднороден и имеет разные аспекты в зависимости от метода измерения в физиологии и неврологической практике. Некоторые виды нормального физиологического тонуса являются непроизвольными, например, феномен Конштамма, который относится к постактивационным эффектам (ПАЭ) скелетных мышц, и терморегуляционный тонус.
ПАЭ появляются после прекращения произвольного изометрического сокращения или после тонического вибрационного рефлекса. ПАЭ несет информацию о базовых автоматизмах двигательной системы и генерируется при помощи центральных тоногенных. Это делает ПАЭ перспективной моделью для изучения не только мышечного тонуса как такового, но и патологических видов тонуса мышц.
В неврологии известны формы измененного мышечного тонуса. Так, для больных c болезнью Паркинсона (БП) характерна "мышечная ригидность" в виде непроизвольного гипертонуса при пассивных движениях в суставе. Мышечная ригидность имеет в основе усиленный рефлекс на растяжение. Остается неясным, формируется ли мышечная ригидность на основе специфического патологического механизма или является простым усилением физиологического мышечного тонуса.
Для больных рассеянным склерозом (РС) характерен другой вариант усиленного мышечного тонуса − спастичность. Ригидность и спастичность наиболее заметны при пассивном движении в суставе, вне движения они практически не проявляются.
Представляется важным исследовать нейрофизиологические механизмы мышечной ригидности и спастичности при БП и РС для улучшения их диагностики. Научная новизна данного подхода к изучению патологического мышечного тонуса заключается в том, чтобы исследовать мышечную ригидность и спастичность при помощи анализа электромиограммы (ЭМГ) на модели ПАЭ, то есть во время непроизвольного мышечного тонуса. Это позволит собрать информацию об организации мышечного тонуса при БП и РС без вовлечения произвольной активности, то есть в "чистом виде". ПАЭ будет нести элементы организации патологического тонуса.
Современные параметры ЭМГ позволяют делать выводы о нейрофизиологической организации движения, поэтому анализ ЭМГ, помимо традиционных амплитудно-спектральных параметров будет включать такие новые параметры, как энтропия, рекуррентность и разные виды размерности сигнала.
Анализ ЭМГ будет проведен в группах 1) здоровых испытуемых молодого и пожилого возраста для выявления фактора возраста в развитии постактивационного эффекта; 2) лиц с БП в двух состояниях - on- и off-medication (на фоне действия и перед приемом антипаркинсонического средства); 3) лиц с РС.
Нейрофизиологические механизмы ПАЭ в названных группах и условиях будут исследованы при помощи нелинейных и линейных характеристик поверхностной ЭМГ. Понимание фундаментальных нейрофизиологических механизмов мышечного тонуса при БП, РС и старении находится в центре внимания современной нейрофизиологии и неврологии, поскольку может привести к разработке методов ранней диагностики, более точного установления стадии и тяжести заболевания, например БП, выявления скрытых нарушений тонуса и движения и, в конечном счете, к разработке методов предотвращения таких осложнений, как спонтанные падения при БП и у пожилых людей, с вытекающим из этого экономическим эффектом.
