Нейробиология восстановления и реабилитации

Нейробиология восстановления и реабилитации изучает, как нервная система восстанавливает функции после травм, таких как инсульт или черепно-мозговая травма, и как реабилитация использует пластичность мозга для поддержки этого восстановления. Она исследует спонтанные биологические процессы восстановления и реорганизации в течение дней и месяцев после повреждения, а также принципы, согласно которым тренировки и опыт формируют восстанавливающуюся цепь.

Definition

Нейробиология восстановления и реабилитации — это исследование биологических процессов, посредством которых нервная система восстанавливает функции после травмы, а также того, как пластичность, зависящая от опыта, задействуется реабилитацией для поддержки и формирования этого восстановления.

Scope

Эта тема охватывает различие между истинным восстановлением и компенсацией, временные рамки и механизмы спонтанного восстановления, а также принципы, зависящие от опыта, которые лежат в основе реабилитации. Это справочная статья по фундаментальной и клинической науке, описывающая механизмы и доказательства; она не предписывает конкретные реабилитационные программы или дозировки для какого-либо пациента.

Core questions

• Как нервная система спонтанно реорганизуется и восстанавливается после травмы?
• В чем разница между подлинным восстановлением функции и компенсацией?
• Как пластичность, зависящая от опыта, поддерживает реабилитацию, и какие принципы ею управляют?
• Почему восстановление так сильно варьируется у разных людей и с течением времени?

Key concepts

• Восстановление против компенсации
• Спонтанное биологическое восстановление
• Корковая реорганизация после травмы
• Принципы реабилитации, зависящие от опыта
• Пластичность, зависящая от использования
• Критическое окно для реабилитации

Mechanisms

После очагового повреждения, такого как инсульт, функция может восстановиться за счет сочетания разрешения острого нарушения, реорганизации сохранившихся цепей и задействования альтернативных путей. Эти изменения опираются на ту же пластичность, зависящую от опыта, которая действует в неповрежденном мозге: тренировки, которые достаточно интенсивны, повторяемы, значимы и специфичны, стимулируют адаптивную реорганизацию, в то время как бездействие может усугубить дефицит — принципы, которые напрямую связывают реабилитацию с биологией пластичности (Kleim & Jones, 2008). Ключевое концептуальное различие заключается между истинным восстановлением, при котором восстанавливается исходное движение или функция, и компенсацией, при которой цель достигается альтернативными средствами; эти два процесса имеют разные нейронные субстраты и последствия для терапии (Levin et al., 2009). Большая часть восстановления происходит в ранний период после травмы, когда пластичность повышена.

Clinical relevance

Эта тема обеспечивает биологическое обоснование нейрореабилитации и определяет, как измеряется и интерпретируется восстановление после инсульта и черепно-мозговой травмы. Она описывает механизмы и обобщает доказательства в качестве справочного материала и не является основой для разработки или назначения индивидуальной реабилитации.

Evidence & guidelines

Доказательства получены из животных моделей травм и пластичности, исследований реорганизации у человека с помощью методов визуализации и клинических испытаний реабилитационных вмешательств. Систематический обзор восстановления двигательных функций после инсульта обобщает, какие подходы имеют подтверждающие доказательства (Langhorne et al., 2009), а обзоры, основанные на принципах, переводят исследования пластичности в область реабилитации (Kleim & Jones, 2008).

History

Реабилитация когда-то основывалась в основном на эмпирической практике, но накапливающиеся доказательства того, что мозг взрослого человека реорганизуется после травмы и что эта реорганизация формируется опытом, переосмыслили реабилитацию как способ управления пластичностью. Формулирование явных принципов пластичности, зависящей от опыта, и различение восстановления и компенсации дали этой области механистическую основу, связав ее с нейронауками развития и пластичности.

Debates

Должна ли реабилитация стремиться к истинному восстановлению или принимать компенсацию?

Восстановление исходной функции и замена ее альтернативной стратегией могут улучшить результаты, но задействуют разные нейронные процессы; насколько терапия должна отдавать приоритет одному над другим и когда, остается активным вопросом.

Key figures

• Peter Langhorne
• Jeffrey Kleim
• Theresa Jones
• Mindy Levin

Seminal works

• kleim-jones-2008
• langhorne-2009
• levin-2008

Frequently asked questions

В чем разница между восстановлением и компенсацией после черепно-мозговой травмы?

Восстановление означает возвращение исходной функции или двигательного паттерна, тогда как компенсация означает достижение той же цели с помощью альтернативной стратегии или части тела; они опираются на разные нейронные механизмы и важны для интерпретации результатов реабилитации.

Как реабилитация использует пластичность мозга?

Реабилитация задействует пластичность, зависящую от опыта, путем предоставления повторяющихся, интенсивных и значимых тренировок, которые могут стимулировать адаптивную реорганизацию сохранившихся цепей; эта статья описывает принципы, а не предписывает какую-либо конкретную программу.