Jak trenować uszkodzony mózg? Poradnik dla pacjentów i ich rodzin

jak trenować uszkodzony mózg

Mówiąc o plastyczności mózgu należy wyróżnić trzy zjawiska związane z tym procesem: plastyczność rozwojową, pamięciową i kompensacyjną. Plastyczność rozwojowa dotyczy ogromnych zmian, które zachodzą w mózgu dorastającego dziecka. W okresie tym możliwości samonaprawy mózgu oraz nauki są wyjątkowo duże. Wiąże się to ze zdolnością do wzrostu aksonów i dendrytów, co sprzyja powstawaniu nowych połączeń. Rosnące neurony znajdują odpowiednią drogę dzięki temu, że neurony docelowe są znaczone chemicznie. Plastyczność pamięciowa związana jest z uczeniem i zapamiętywaniem na drodze powtarzanych bodźców zewnętrznych, które stwarzają warunki do powstawania nowych dróg nerwowych w mózgu. Z punktu widzenia rehabilitacji najważniejszym zjawiskiem jest plastyczność kompensacyjna. Jest to zdolność biologiczna mózgu do samonaprawy po uszkodzeniu. [9]

Plastyczność neuronalna to właściwość komórek nerwowych do trwałych zmian w wyniku działania bodźców zewnętrznych. Zdolności plastyczne dojrzałego mózgu to zjawisko odkryte niedawno. Jeszcze w latach 70. XX wieku dominował pogląd, że po zakończeniu okresu plastyczności rozwojowej ośrodkowy układ nerwowy nie posiada możliwości do reorganizacji funkcjonalnej. Sądzono, że mózg dorosłego człowieka ma przypisaną na stałe funkcję, a więc traktowano mózgowie jako twór mało dynamiczny. Pogląd ten został zmieniony w latach 80. ubiegłego wieku przez grupę amerykańskich uczonych. Przyczyniło się do tego wynalezienie oraz upowszechnienie metod neurofizjologicznych. Ponadto rozwój metod badawczych umożliwił śledzenie zmian zachodzących w mózgowiu u pacjentów korzystających z różnych form rehabilitacji i leczenia. Badania dotyczą głównie kory mózgowej, lecz również w układzie somatosensorycznym zauważono zmiany plastyczne drogi czuciowej na wszystkich jej poziomach. Teraz już wiadomo, że uszkodzenie czuciowego bądź ruchowego homunculusa nie musi się wiązać z trwałym kalectwem, a zmiany w mapach korowych można wywołać również u ludzi zdrowych, co możemy osiągnąć dzięki treningowi czuciowo-ruchowemu. Plastyczność zależna jest też od częstości i sposobu używania określonej części ciała, stąd też w literaturze medycznej natrafić można na angielski termin “use-dependent plasticity”. [6,9]

Mapy korowe

Kora mózgowa, czyli istota szara pokrywająca półkule mózgowe, jest najwyższym piętrem układu nerwowego i najbardziej złożonym narządem organizmu. Składa  się ona z sześciu warstw oznaczonych cyframi rzymskimi od I do VI, różniących się między sobą składem neuronalnym i pochodzeniem aferentów. W przeszłości sądzono, że kora mózgowa stanowi mozaikę pól i ośrodków, które działają niezależnie od siebie. Najnowsze badania dowodzą, że tylko niektóre z czynności korowych mają przypisane określone pola, których uszkodzenie powoduje upośledzenie odpowiadających im funkcji. Czynności związane z zapamiętywaniem, życiem psychicznym i myśleniem abstrakcyjnym nie dają się dokładnie zlokalizować i są nadzorowane przez rozległe obszary kojarzeniowej kory czołowej, skroniowej i ciemieniowej. [1, 5, 10]

Cechą, która charakteryzuje funkcjonowanie kory jest jej kolumnowość. Polega ona na tym, że na określonym, niewielkim obszarze kory, komórki reagują wybiórczo na określoną cechę bodźca czuciowego. Kora działa w ten sposób dzięki topografii połączeń między swoimi komórkami. Najsilniejsze połączenia przebiegają pionowo, lecz istnieją też połączenia przebiegające poziomo. Połączenia poziome mogą mieć charakter zarówno pobudzający, który poszerza obszar dostający informację o bodźcu docierającym do warstwy czwartej, jak i hamujący, który zmniejsza dopływ informacji. Pierwotne funkcjonowanie systemów kolumnowych w dojrzałym mózgu może być zmienione przez szereg czynników do których zaliczyć można między innymi: uszkodzenie nerwów, zmianę używania określonej części ciała, lub silne bodźcowanie zewnętrzne otrzymywane podczas treningu. [10]

Kora somatosensoryczna jest obszarem gdzie najlepiej jest poznane zjawisko plastyczności mózgu. Dotychczasowe badania, w których wywoływano potencjały elektryczne w odpowiedzi na dotykanie powierzchni ciała, pozwoliły na stworzenie map somatopowych kory. Przykładem tego typu map jest homunculus (człowieczek)  ruchowy i czuciowy (Rys. 1.). W przypadku kory ruchowej obrazuje on nie masę mięśni, lecz dokładność ruchów. Może on ulegać zmianom w wyniku nabywania nowych umiejętności i treningu już posiadanych. Nowe ruchy na zasadzie konkurencji wypierają z homunculusa pola z ośrodkami dla ruchów rzadziej używanych i mniej precyzyjnych. [2, 10]

 Homunculus ruchowy (u góry po lewej) i homunculus czuciowy (u góry po prawej)

Rys. 1. Homunculus ruchowy (u góry po lewej) i homunculus czuciowy (u góry po prawej). U dołu umiejscowienie ośrodków ruchowych i czuciowych w korze mózgowej. [2]

Zmiany map korowych mogą mieć również miejsce w wyniku uszkodzenia receptorów dotykowych lub przecięcia nerwu czuciowego. Znanym przykładem jest plastyczność kory szopa pracza. Reprezentacja palców w korze somatosensorycznej jego mózgu zajmuje dużą powierzchnię, gdyż jest to zwierzę znane ze zręcznych ruchów dłoni. Zauważono u niego, że po amputacji jednego palca obszar kory mu odpowiadający został zajęty przez reprezentację sąsiednich palców. Już w połowie lat 90. XX wieku dowiedziono, że zmiany map korowych można obserwować bardzo szybko. Okazało się, że wystarczy 10 minut, aby po amputacji palca u lisa latającego zarejestrować dotknięcie sąsiednich palców w obszarze kory uprzednio przez ten palec pobudzanym. [9, 10]

Do dnia dzisiejszego przeprowadzono dużą ilość badań nad neuroplastyczności kompensacyjną po uszkodzeniu mózgu w wyniku urazu, operacji lub udaru. Wynika z nich jednoznacznie, że upośledzona funkcja może częściowo lub całkowicie powrócić, ponieważ często inne struktury korowe lub podkorowe przejmują funkcję okolic uszkodzonych. Mechanizmy plastyczności dokładnie zostały opisane wcześniej, w skrócie można przypomnieć, że są one następstwem dwóch czynników: początkowego wzmocnienia istniejących szlaków nerwowych oraz ostatecznego ustalenia nowych połączeń. Aspektami wpływającymi na siłę zjawisk plastycznych są ćwiczenia rehabilitacyjne i zabiegi fizykoterapeutyczne, które w konsekwencji mogą prowadzić do funkcjonalnej poprawy stanu pacjenta. [6, 11]

Podczas prowadzenia zajęć rehabilitacyjnych istotna jest ciągłość i powtarzalność neurostymulacji. Dzięki temu dochodzi do aktywacji już istniejących i powstawania nowych połączeń w sieciach neuronowych a pobudzone ośrodki podkorowe przejmują dowodzenie nad czynnościami postawnymi i ruchowymi. Wszelkie modyfikacje informacji zachodzą na wszystkich poziomach układu nerwowego począwszy od receptorów somatosensorycznych znajdujących się w skórze, mięśniach, ścięgnach i stawach, aż do zespołów nerwowych w korze mózgowej. Rehabilitacja oparta na zjawiskach neurofizjologicznych wykorzystuje współdziałanie narządów somatosensorycznych z interneuronami rdzeniowymi, odgrywającymi rolę neuromodulatorów drogi wstępującej oraz sieci mózgu i móżdżku.  Układ limbiczny spełnia tutaj rolę nadrzędną w potrzebie utrzymania prawidłowej postawy i ruchu, gdyż wysyła on polecenia do niższych obszarów mózgu zanim rozpocznie się reakcja motoryczna. [11]

Liczne eksperymenty przeprowadzone na zwierzętach i ludziach dowodzą, że urozmaicone środowisko zewnętrzne oraz kompleksowe ćwiczenia wywierają wpływ na mechanizmy leżące u podłoża plastyczności neuronalnej. Wiemy już, że u szczurów z uszkodzonym ośrodkowym układem nerwowym przebywających we wzbogaconym środowisku, w którym są również inne osobniki, zauważono znacząco większą liczbę rozgałęzień dendrytów komórek piramidowych w porównaniu z grupą kontrolną, a co za tym idzie, osiągnęły one lepsze rezultaty funkcjonalne. Informacja ta wskazuje, że postępując z pacjentami po uszkodzeniu ośrodkowego układu nerwowego o.u.n., należy uruchomić mechanizmy ciekawości i poszukiwania, co może zwiększać wydzielanie neuromodulatorów, które mają wpływ torujący na zmiany plastyczne. [6, 7, 8, 14]

Wpływ oddziaływania środowiska zewnętrznego na wzrost liczby kolców dendrytycznych

Rys. 2. Wpływ oddziaływania środowiska zewnętrznego na wzrost liczby kolców dendrytycznych. Po lewej stronie stan wykształcenia kolców dendrytycznych neuronu u szczura przebywającego przez 3 tygodnie w standardowej klatce, po prawej u szczura przebywającego we wzbogaconym środowisku. [8]

Terapia lustrzana

Mirror Box Therapy (terapia lustrzana) po raz pierwszy opisana została przez V.S. Ramachandran?a i współpracowników w 1995 roku. Jest to terapia wolna od leków, która jest coraz lepiej opisana w literaturze medycznej. Polega ona na tym, że pacjent umieszcza “chorą” kończynę w “lustrzanym pudełku”, a zdrową naprzeciwko lustra. Widząc odbicie, pacjent otrzymuje wizualne sprzężenie zwrotne (visual feedback), a mózg odczytuje je jako normalnie funkcjonującą kończynę. Pacjent oczywiście wie, że kończyna w lustrze to tylko odbicie, ale mózg podświadomie odbiera je jako własną część ciała (nawet jeżeli w rzeczywistości jest amputowana). Mapy korowe zostają więc ponownie przemodelowane. [15, 16]

Aby podczas terapii lustrzanej w pełni wykorzystać zjawisko plastyczności mózgu należy przestrzegać kilku zasad: [3, 4, 13, 15]

  • Podczas terapii pacjent konieczne ma być skoncentrowany, musi zwracać uwagę na to co widzi i czuje. Dlatego wykonywane zadanie ma być dla pacjenta ważne, powinno być związane z jego zainteresowaniami lub zawodem.
  • Ważna jest duża ilość powtórzeń. Jest to warunek, aby doszło do reorganizacji kory mózgowej.
  • Jedna z sesji terapeutycznych powinna odbyć się przed snem. W czasie snu mózg konsoliduje nowo zdobytą wiedzę.

Wykorzystanie konsoli Xbox Kinect w rehabilitacji

Największe korzyści można osiągnąć w takich aspektach jak równowaga i duża motoryka kończyn górnych. Pacjenci nie poprawiają funkcji manipulacyjnych dłoni ponieważ zadania w grach mają charakter globalny. Uważam, że osoby po amputacji w obrębie kończyny górnej mogą dużo skorzystać podczas treningu bramkarskiego, gdzie należy obronić jak najwięcej strzałów przy użyciu zachowanej kończyny górnej i kończyn dolnych. Z każdą kolejną obroną rośnie poziom trudności (piłka leci szybciej i w bardziej nieoczekiwane miejsca). Dzięki opcji zapisywania wyników możemy śledzić postępy pacjentów. Niestety osoby po amputacji kończyny dolnej nie skorzystają z ćwiczeń przy użyciu konsoli, ponieważ detektor nie wykryje ruchów ich ciała.

Jedną z największych zalet używania nowych technologii w rehabilitacji jest fakt, że pacjent bardzo szybko otrzymuje informację zwrotną czy wykonał zadanie poprawnie czy też musi jeszcze potrenować. Poza tym osoby po uszkodzeniach ośrodkowego układu nerwowego bardzo tracą na wydolności. Dzieje się to za sprawą długiej hospitalizacji i małej ilości ruchu w domu. Natomiast produkt firmy Microsoft naprawdę stawia pod tym kątem duże wymagania czego sam doświadczyłem.

Na uwagę zasługuje fakt, że stale wychodzą nowe gry, które z powodzeniem mogą być wykorzystane w terapii. Chodzi mi głównie o takie tytuły jak miCoach Kinect (stworzona przy współpracy z firmą Adidas), Your Shape Fitness Evolced 2012, EA Sports Active 2, Michael Phelps: Push The Limit, Nike+ Kinect Training i wiele innych.

Trening mentalny

Wpływ treningu mentalnego na uczenie się motoryczne znany jest od dziesięcioleci w psychologii sportu. Na przykład poprzez wyobrażenie sobie swoich ruchów sportowcy potrafią zwiększyć sille swoich mięśni, szybkość oraz poprawniej wykonywać ruchy. Techniki mentalne są wprawdzie mniej efektywne niż aktywne ćwiczenia ruchowe, jednak wspólne ich stosowanie może przyspieszyć osiągnięcie zamierzonych celów. Dopiero od niedawna stosuje się w neurorehabilitacji techniki mentalne. Korzyści mogą z nich czerpać przede wszystkim pacjenci  z bogatą wyobraźnią, umiejętnością obserwacji i koncentracji. Samo wyobrażanie ruchu może być wsparte poprzez obserwację zdrowych ludzi. Udowodnione naukowo jest, że sama obserwacja ruchu uaktywnia w mózgu obszary odpowiedzialne za jego wykonanie. Działa bowiem wówczas mechanizm neurologiczny, tzw. system neuronów lustrzanych, który może zainicjować uplastycznienie.

Wyznaczanie celów

Bardzo istotnym elementem rehabilitacji jest wyznaczanie sobie celów. Celem terapii nie może jednak być poprawa zgięcia grzbietowego w stopie. Cel musi być czysto funkcjonalny czyli np. wejście samodzielne po schodach, lub samodzielne pokrojenie chleba. Jakość życia jest ważniejsza niż jakość ruchu. Może się okazać, że np. zmniejszenie spastyczności w ogóle nie poprawi funkcjonowania pacjenta w społeczeństwie. Dlatego bardzo istotne są wskazówki wykwalifikowanego terapeuty, który pomoże określić realne cele.

Istotne jest, aby cel dla pacjenta był ważny, najlepiej żeby był związany z jego pasją i zainteresowaniami. Do pamięci długotrwałej trafiają tylko te elementy, które są dla danego pacjenta ważne, wszystko co zbędne zostaje odrzucone.

Podobne teksty:

Piśmiennictwo:

  1. Fix J. D.: Neuroanatomia. Wrocław, Urban & Partner, 1997.
  2. Function and Dysfunction of the Cerebral Lobes. [Online], [dostęp: 2008-03-31].
  3. Hamzei F. (red.): Neurorehabilitacja oparta na dowodach naukowych. Wydanie I, Wrocław, MedPharm Polska, 2010.
  4. Horst R.: Trening strategii motorycznych i PNF. Wydanie I, Kraków, Top School, 2010.
  5. Konturek S.: Neurofizjologia. Tom IV, Wydanie VI, Kraków, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, 1998.
  6. Gut M.: Zmiany plastyczne w zdrowym i chorym mózgu. Kosmos 2007, Tom 56, nr 1-2, s. 63-74.
  7. Kinalski R.: Neurofizjologiczne podstawy rehabilitacji ruchowej (w:) Kiwerski J. (red.).: Rehabilitacja Medyczna. Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2005, s. 49-69.
  8. Kinalski R.: Podstawy neurofizjologii klinicznej (w:) Kwolek A. (red.).: Rehabilitacja Medyczna. Tom 1, Wrocław, Urban & Partner, 2003, s. 158-212.
  9. Kossut M.: Neuroplastyczność (w:) Grabowska A. (red.), Górska T. (red.), Zagrodzka J. (red.): Mózg a zachowanie. Wyd. III, Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2006, s. 590-613.
  10. Kowalski I. M.: Współczesna neurobiologia a postępy w rehabilitacji. Postępy Rehabilitacji. 2005, nr 4, s. 5-9.
  11. Krawczyk M., Sidaway M.: Kliniczne efekty intensywnego leczenia ruchem pacjentów po przebytym udarze mózgu. Neurologia i Neurochirurgia. Polska 2002, Tom 36, suplement 1, s. 41-60.
  12. Lennon S., Stokes M.: Fizjoterapia w rehabilitacji neurologicznej. Wydanie I, Wrocław, Elsevier Urban & Partner, 2010.
  13. Ploughman M.: A review of brain plasticity and implications for the physiotherapeutic management of stroke. Physiotherapy Canada 2002, 54, nr 3, s. 164-176.
  14. Ramachandran V.S.:  Plasticity and functional recovery in neurolog. Clinical Medicine. 2005, 5, nr 4 , s. 368?73.
  15. Scott LaFee: V.S. Ramachandran is changing minds about the brain. W: Headstrong [Online]. The San Diego Union-Tribune, 2006-10-26. [dostęp: 2011-03-11].
  16. Taub E.: Constraint-induced movement therapy and massed practices / response. Stroke 2000, nr 31, s. 986-998.
Comments are closed.