surgumedВестник СурГУ. МедицинаVestnik SurGU. Meditsina2949-3447Сургутский государственный университет10.34822/2304-9448-2022-4-61-68surgumed-599Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕLIFE SCIENCES. ORIGINAL RESEARCHИНФОРМАТИВНОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ КОННЕКТИВНОСТИ СОСТОЯНИЯ ПОКОЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПОСЛЕ ТЯЖЕЛОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫTHE VALUE OF RESTING STATE FUNCTIONAL CONNECTIVITY INDICATORS IN ASSESSMENT OF MOTOR FUNCTIONAL SYSTEM AFTER SEVERE TRAUMATIC BRAIN INJURYhttps://orcid.org/0000-0002-1345-5237ШтернМарина ВикторовнаShternMarina V.

кандидат биологических наук

E-mail: mstern@fnkcrr.ru

Candidate of Sciences (Biology)

mstern@fnkcrr.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9034-4912ДолгихВладимир ТерентьевичDolgikhVladimir T.

доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, главный научный сотрудник

E-mail: prof_dolgih@mail.ru

Doctor of Sciences (Medicine), Professor, Honored Worker of Science of the Russian Federation, Chief Researcher

prof_dolgih@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5930-0118КузовлевАртем НиколаевичKuzovlevArtem N.

доктор медицинских наук, заместитель директора – руководитель

E-mail: artem_kuzovlev@mail.ru

Doctor of Sciences (Medicine), Deputy Director – Executive

artem_kuzovlev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4994-4187ШароваЕлена ВасильевнаSharovaElena V.

доктор биологических наук, главный научный сотрудник

E-mail: esharova@nsi.ru

Doctor of Sciences (Biology), Chief Researcher

esharova@nsi.ruФедеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии, Москва; Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук, МоскваРоссияFederal Scientific and Clinical Center of Resuscitation and Rehabilitation, Moscow; Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of the Russian Academy of Sciences, MoscowRussian FederationФедеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии, МоскваРоссияFederal Scientific and Clinical Center of Resuscitation and Rehabilitation, MoscowRussian Federation20222912202204 (54)6168Copyright © Штерн М.В., Долгих В.Т., Кузовлев А.Н., Шарова Е.В., 20222022Штерн М.В., Долгих В.Т., Кузовлев А.Н., Шарова Е.В.Shtern M.V., Dolgikh V.T., Kuzovlev A.N., Sharova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.surgumed.ru/jour/article/view/599

Цель – проанализировать особенности структуры функциональной коннективности двигательной системы по данным функциональной магнитно-резонансной томографии у пациентов после черепно-мозговой травмы. Материалы и методы. В исследование включены 53 человека (40 пациентов, перенесших черепно-мозговую травму, и 13 человек – группа нормы). Проведено комплексное клиническое исследование, включавшее оценку неврологического статуса пациентов, функциональное магнитно-резонансное исследование с последующим анализом функциональной коннективности. Продолжительность записи пациента в положении лежа с закрытыми глазами в расслабленном состоянии составляла 10 минут 12 секунд. Для анализа коннективности между зонами интереса создавали «маски» с использованием пакета WFU Pick Atlas программы CONN, описывающие взаимодействие областей мозга и их зависимость от экспериментальных условий (покой или деятельность) и поведения. Результаты. Показано, что нейропластические перестройки у пациентов включают корковое и подкорковое звено двигательной функциональной системы. Показатели функциональной коннективности являются наиболее высокими в норме, при легком гемипарезе и прогредиентно уменьшаются по мере нарастания моторного дефицита. Особенности функциональной коннективности функциональной магнитно-резонансной томографии между симметричными областями подкорковой сети (скорлупа, бледный шар, хвостатое ядро) определяют регуляцию произвольного положения покоя. Установлено, что важнейшими факторами нейропластичности двигательной системы головного мозга у пациентов, перенесших тяжелую черепно-мозговую травму, являются качественные нелинейные изменения сетевых паттернов коннективности.

The study aims to analyze the features of the functional connectivity structure of the motor system in patients after traumatic brain injury according to functional magnetic resonance imaging. Materials and methods. The study included 53 people: 40 patients with traumatic brain injury and 13 healthy people. A comprehensive clinical study was carried out, including an assessment of the patients’ neurological state and a functional magnetic resonance imaging study followed by an analysis of functional connectivity. At rest and with their eyes closed, patients underwent functional magnetic resonance imaging for 10 minutes and 12 seconds. Masks, which described the brain areas interactions, their dependence on the experimental conditions (at rest or active) and on behavior, were generated in CONN using the WFU Pick Atlas package to analyze the regions of interest connectivity. Results. The study shows that neuroplastic changes in patients include the cortical and subcortical parts of the motor functional system. The highest indicators of functional connectivity are found in the norm and mild hemiparesis. With an increase in the motor deficit, the indicators progressively decrease. The regulation of an arbitrary resting position is determined by functional connectivity of functional magnetic resonance imaging between symmetrical areas of the subcortical network (shell, globus pallidus, caudate nucleus). The study found that the most important factors in the neuroplasticity of the cerebral motor system in patients with severe traumatic brain injury are qualitative nonlinear changes in the network patterns of connectivity.

черепно-мозговая травмадвигательные нарушениянейропластичность двигательной системыtraumatic brain injurymovement disordersmotor system neuroplasticityReferencesЛихтерман Л. Б., Кравчук А. Д., Охлопков В. А. Учение о последствиях черепно-мозговой травмы Часть I. Дефиниции, классификация, клиническая и количественно-томографическая синдромология // Клинич. разбор в общей медицине. 2021. № 5. С. 25–29. DOI 10.47407/kr2021.2.5.00067.Лихтерман Л. Б., Кравчук А. Д., Охлопков В. А. Учение о последствиях черепно-мозговой травмы Часть I. Дефиниции, классификация, клиническая и количественно-томографическая синдромология // Клинич. разбор в общей медицине. 2021. № 5. С. 25–29. DOI 10.47407/kr2021.2.5.00067.D’Souza M. M., Kumar M., Choudhary A. et al. Alterations of Connectivity Patterns in Functional Brain Networks in Patients with Mild Traumatic Brain Injury: A Longitudinal Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Study // Neuroradiol J. 2020. Vol. 33, Is. 2. P. 186–197. DOI 10.1177/1971400919900275.D’Souza M. M., Kumar M., Choudhary A. et al. Alterations of Connectivity Patterns in Functional Brain Networks in Patients with Mild Traumatic Brain Injury: A Longitudinal Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Study // Neuroradiol J. 2020. Vol. 33, Is. 2. P. 186–197. DOI 10.1177/1971400919900275.Chaban V., Clarke G. J. B., Skandsen T. et al. Systemic Inflammation Persists the First Year after Mild Traumatic Brain Injury: Results from the Prospective Trondheim Mild Traumatic Brain Injury Study // J Neurotrauma. 2020. Vol. 37, Is. 19. P. 2120–2130. DOI 10.1089/neu.2020.6990.Chaban V., Clarke G. J. B., Skandsen T. et al. Systemic Inflammation Persists the First Year after Mild Traumatic Brain Injury: Results from the Prospective Trondheim Mild Traumatic Brain Injury Study // J Neurotrauma. 2020. Vol. 37, Is. 19. P. 2120–2130. DOI 10.1089/neu.2020.6990.Zhang J., Safar K., Emami Z. et al. Local and Large-Scale Beta Oscillatory Dysfunction in Males with Mild Traumatic Brain Injury // J Neurophysiol. 2020. Vol. 124, Is. 6. P. 1948–1958.Zhang J., Safar K., Emami Z. et al. Local and Large-Scale Beta Oscillatory Dysfunction in Males with Mild Traumatic Brain Injury // J Neurophysiol. 2020. Vol. 124, Is. 6. P. 1948–1958.Левин О. С., Чимагомедова А. Ш. Когнитивные нарушения при черепно-мозговой травме // Современ. терапия в психиатрии и неврологии. 2019. № 2. С. 33–43.Левин О. С., Чимагомедова А. Ш. Когнитивные нарушения при черепно-мозговой травме // Современ. терапия в психиатрии и неврологии. 2019. № 2. С. 33–43.Кошман И. П., Калиничев А. Г. Изолированная тяжелая черепно-мозговая травма: клиническое течение и исходы: ретроспективный анализ // Современ. проблемы науки и образования. 2021. № 1. С. 48. DOI 10.17513/spno.30518.Кошман И. П., Калиничев А. Г. Изолированная тяжелая черепно-мозговая травма: клиническое течение и исходы: ретроспективный анализ // Современ. проблемы науки и образования. 2021. № 1. С. 48. DOI 10.17513/spno.30518.Александрова Е. В., Зайцев О. С., Потапов А. А. Клинические синдромы дисфункции нейромедиаторных систем при тяжелой травме мозга // Журн. неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2015. Т. 115, №. 7. С. 40–46. DOI 10.17116/jnevro20151157140-46.Александрова Е. В., Зайцев О. С., Потапов А. А. Клинические синдромы дисфункции нейромедиаторных систем при тяжелой травме мозга // Журн. неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2015. Т. 115, №. 7. С. 40–46. DOI 10.17116/jnevro20151157140-46.Яриков А. В., Лобанов И. А., Леонов В. А. и др. Комплексная нейровизуализация черепно-мозговой травмы: магнитно-резонансная томография // Наука и инновации в медицине. 2020. Т. 5, № 4. С. 239–244. DOI 10.35693/2500-1388-2020-5-4-239244.Яриков А. В., Лобанов И. А., Леонов В. А. и др. Комплексная нейровизуализация черепно-мозговой травмы: магнитно-резонансная томография // Наука и инновации в медицине. 2020. Т. 5, № 4. С. 239–244. DOI 10.35693/2500-1388-2020-5-4-239244.Caeyenberghs K., Verhelst H., Clemente A., Wilson P. H. Mapping the Functional Connectome in Traumatic Brain Injury: What Can Graph Metrics Tell Us? // Neuroimage. 2017. Vol. 160. P. 113–123.Caeyenberghs K., Verhelst H., Clemente A., Wilson P. H. Mapping the Functional Connectome in Traumatic Brain Injury: What Can Graph Metrics Tell Us? // Neuroimage. 2017. Vol. 160. P. 113–123.Shi J., Teng J., Du X., Li N. Multi-Modal Analysis of Resting-State fMRI Data in mTBI Patients and Association with Neuropsychological Outcomes // Front Neurol. 2021. Vol. 12. P. 639760.Shi J., Teng J., Du X., Li N. Multi-Modal Analysis of Resting-State fMRI Data in mTBI Patients and Association with Neuropsychological Outcomes // Front Neurol. 2021. Vol. 12. P. 639760.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.