Как детский, так и взрослый организм постоянно приспосабливается к окружающей среде. Взаимодействие с окружающей средой и реакция организма происходит по рефлекторному принципу.
Комплекс сигналов от рецепторов анализируется ЦНС, вырабатываются команды к исполнительным органам. После отработки команд в ЦНС поступает информация о результатах их исполнения и, если необходимо, после анализа этой информации посылаются корректирующие команды. По определению, рефлекс - это реакция организма на любое внешнее воздействие. Для отработки каждого рефлекса формируется определенная комбинация нейронных связей.

Рефлексы делятся на два вида - безусловные (врожденные) и условные (приобретенные реакции организма на внешние воздействия). Например, безусловным рефлексом является отдергивание руки, если вы укололись. Но, йог ложится на доску, утыканную гвоздями, и получает от этого удовольствие. Это уже условный рефлекс, выработанный в результате анализа последствий от такой процедуры. Или классический пример - вы хватаетесь за горячий предмет и, защищая руки от ожога, тут же выпускаете его из рук. Это безусловный защитный рефлекс. Но если этот предмет - дорогой фарфоровый чайник для заваривания чая, то, жертвуя слегка руками, вы постараетесь его аккуратно поставить, чтобы не разбить. Это тоже условный рефлекс.

Можно сказать, что внешнее воздействие имеет три основные компоненты - комплекс сигналов, вызывающих безусловный рефлекс, комплекс сигналов, который обеспечивает выполнение на базе данного безусловного рефлекса - условного, и дополнительная информация, которая модифицирует реакцию.
Безусловные рефлексы устойчивы. Условные рефлексы со временем могут ослабляться и пропадать. На условный рефлекс могут быть выработаны новые условные рефлексы второго, третьего порядков.

Предположим, что мы выработали условный рефлекс.
Если условия изменились и внешнее информационное воздействие оказывается достаточно сильным и продолжительным, то может произойти торможение ранее выработанного рефлекса и будет выработан новый, более подходящий для новых условий жизни. Т.е., новый информационный поток должен превышать некоторый адаптационный порог, определяемый имеющейся в памяти информацией о ранее выработанном рефлексе. При этом происходит локальное изменение функциональных связей ЦНС.

В настоящее время предложен ряд механизмов, объясняющих, как происходит закрепление условного рефлекса (временных нейронных связей). Это может быть прорастание аксонов в нужном направлении, или миелинизация пресинаптических окончаний резервных нейронов, после чего они могут проводить нервные импульсы, или образование новых синаптических связей. Не касаясь конкретного механизма, для нас важно, что имеются механизмы, которые на уровне морфологии мозга способны закрепить выработанный рефлекс.

Разберем немного подробнее исполнение рефлекторного движения.
При выполнении движения происходит переход от одной позы тела в другую. Таким образом, в каждый момент времени мозг (ЦНС) обрабатывает мгновенный образ тела в виде совокупности нервных импульсов и задействованных в данный момент нейронных связей. Другими словами - рефлекс, это определенный пространственно-временной узор в ЦНС из нейронных связей и потоков нервных импульсов, который меняется по мере отработки рефлекторного движения. Мгновенный рефлекторный образ - это как бы фотография города с высоты птичьего полета, на которой улицы - нервы, по которым распространяются нервные импульсы - люди, машины.

Движение осуществляется переходом из одного мгновенного рефлекторного образа в другой. Этот мгновенный рефлекторный образ всего тела состоит из элементарных составляющих. Принципиально важным является тот факт, что мозг анализирует не состояние отдельных мышечных волокон или мышц, а положение сустава в пространстве, получая объемную картину в виде сигналов от проприоцепторов всех мышц, фиксирующих данный сустав и, соответственно, выдавая комплекс команд для изменения его положения.
Т.е., в двигательной системе единичный образ - это целый комплекс нервных импульсов от множества двигательных единиц - мышечных волокон, фиксирующих один сустав. Причем, анализируется не только пространственное положение сустава, но и степень напряжения мышц и скорость перехода из данного положения в соседнее. К информации от проприоцепторов добавляется информация от сухожильных рецепторов, суставных, кожи и т.д. Поэтому, даже закрыв глаза мы тем не менее имеем полное представление о положении тела, можем выполнить любое движение, коснуться кончиком пальца носа.

Теперь проделаем мысленный эксперимент. Закрыв глаза представьте, что вы собираетесь перепрыгнуть через ров. Если вы вначале четко представите его ширину, то выяснится, что какого-то размера ров вы можете представить, что перепрыгнули, а большего - будете срываться, не допрыгнув. Т.е., даже мысленно вы можете представить только те движения, которые для мозга реально исполнимы на основе предыдущего опыта. А это значит, что можно сделать обратный вывод. Для того чтобы человек мог выполнять определенные движения, их образ необходимо предварительно "записать" в память. Представить движения, которые вы не в состоянии реально выполнить, образа которых нет - невозможно.

Таким образом, в каждый момент жизни человека в его памяти хранится определенное количество рефлекторных образов. Каждый из них состоит из элементарных образов - характеризующих положение суставов, направление и скорость изменения их взаимного положения, а каждому единичному образу соответствует определенное количество нейронных (функциональных) связей.

Рассмотрим, что происходит с фунциональными связями при инсульте во взрослом возрасте и при рождении (ДЦП).
Предположим, что произошел инсульт, часть нервных клеток разрушена, некоторое количество функциональных связей, врожденных и приобретенных, определяющих движение пропало (штриховка), возникла спастика мышц, управляющих правой стопой.

А каково будет состояние при ДЦП при аналогичном разрушении нейронов?
Отсутствие подвижности стопы в начальном периоде развития затрудняет сохранение равновесия. Ребенок еще не умеет балансировать корпусом и руками, поэтому возникает стойкий стереотип страха потерять равновесие и упасть. Естественно, что при этом сильно затруднен процесс обучения ходьбе.

В результате, не формируются не только связи, непосредственно обусловленные развитием комплекса движений с участием стопы, но и большинство связей, необходимых для других фаз ходьбы, так как они включаются при условии перехода из фазы разгибания стопы. Так как период обучения ходьбе пропущен, затруднено формирование связей по сохранению равновесия без участия стопы и т.д.

Двигательная активность резко снижается, ребенок не ходит, даже не пытается учиться прыгать... Практически исключаются быстрые, большой амплитуды движения руками и ногами, так как они могут привести к потере равновесия.

Возникает стереотип скованности. Часть мышц- синергистов выключается из работы и постепенно атрофируется. Количество быстрых мышечных волокон, обеспечивающих импульсное развитие большого мышечного напряжения, уменьшается, так как в повседневной жизни объем быстрых движений снижен. Постепенно происходит формирование некоторого искаженного объема двигательной активности и соответственно, аномальных связей. Параллельно вырабатываются паразитные связи, как реакция на страх. Например, поза, в которой ребенок может упасть, приводит к судорожному напряжению всех мышц, контроль над телом теряется и т.д.

Таким образом, часть связей не формируется, а часть связей - аномальны (штрихованная часть между кривыми в области связей, обеспечивающих движения).

Таким образом, инсульт во взрослом возрасте и при рождении приводит к принципиально разным результатам.

Представим, что нам удалось задействовать резервные связи и полностью компенсировать разрушенные нейроны. Для взрослого, перенесшего инсульт, это будет означать, что он должен вновь сформировать небольшое количество связей, утерянных из-за гибели нервных клеток, после чего наступит полная реабилитация. Для ребенка это означает, что он получил возможность нормально управлять стопой, но связей, обеспечивающих, например, ходьбу у него по-прежнему нет. Поэтому, теперь он должен вырабатывать двигательные стереотипы, которые формировались бы у него в течение первых нескольких лет жизни. При этом надо иметь в виду, что у здорового ребенка от момента своего первого шага до времени свободной ходьбы проходит несколько месяцев, нормально бегать и прыгать он обучается к 3-5 годам жизни и процесс этот происходит достаточно активно. В это время он находится в постоянном движении, двигаясь в десятки раз больше взрослых. Такой же интенсивности должна быть и двигательная активность для формирования новой функциональной системы в рассматриваемом нами случае.

Рассмотрим теперь ситуацию, когда сразу после рождения специальной системой тренировок ребенок с ДЦП (спастика стопы в нашем примере) реализует необходимый объем различных движений, приближенный к объему движений здорового ребенка. Это приведет к тому, что несмотря на некоторое отсутствие врожденных функциональных связей его состояние будет не хуже, а скорее всего лучше, чем у взрослого, перенесшего инсульт с рассматриваемыми в данной модели последствиями, так как благодаря более высокой способности мозга к развитию (пластичности мозга) в детском возрасте гораздо легче происходит компенсация нарушенных отделов. Понятно, что чем позже приступить к данным тренировкам, тем труднее получить значительный эффект, так как формирование неправильных связей происходит непрерывно.

Таким образом, даже без компенсации конкретных связей, образованных дефектными участками мозга, в случае ДЦП возможен достаточно быстрый и значительный прогресс, если знать? каким образом ускоренно "записать" в память движения, которые не запрещены существующим дефектом ЦНС. Или построив процесс обучения и тренировок так, чтобы заставить ЦНС целенаправленно селектировать и запоминать нужную информацию.

А что же с восстановлением после инсульта? И соответственно, с возможностью терапии источника ДЦП?

Ниже приведена цитата с сайта http://www.stroke.org о статистике восстановления после инсульта:
There's still so much we don't know about how the brain compensates for the damage caused by stroke. Some brain cells may be only temporarily damaged, not killed, and may resume functioning. In some cases, the brain can reorganize its own functioning. Sometimes, a region of the brain "takes over" for a region damaged by the stroke. Stroke survivors sometimes experience remarkable and unanticipated recoveries that can't be explained. General recovery guidelines show:
-10 percent of stroke survivors recover almost completely
-25 percent recover with minor impairments
-40 percent experience moderate to severe impairments requiring special care

Статистика не указывает, насколько отличаются степени поражения мозга тех, кто попал в 10% восстановившихся практически полностью и 40% с серьезными последствиями. Но она говорит о том, что устранение последствий возможно. Возможно это и для тех 40%, у которых серьезные нарушения.

Ответ на вопрос, как это происходит, можно найти в методике восстановления после инсульта под названием иммобилизационная терапия (immobilization therapy).
"Immobilization therapy is a therapy in which
the good arm is immobilized -- that is, put in a splint, in a cast so it can't
move, forcing the patient to be able to use their bad arm in various
activities intensively, somewhere around six to seven hours per day for a
two week period."
(полный текст обсуждения этого метода на сайте http://www.stroke.org/rehabcast.cfm )
Иммобилизационная терапия - это терапия (последствий инсульта), при которой здоровая рука делается неподвижной, т.е., фиксируется так, чтобы она не могла двигаться, заставляя тем самым пациента интенсивно использовать пораженную руку в различных видах двигательной активности 6-7 часов в день на протяжении двух недель .

Судя по тому, что этот метод довольно часто начали описывать в различных публикациях, он дает неплохие результаты.
Анализируя его, можно сделать несколько важных выводов:
- Сущность метода заключается в том, что он меняет ориентацию работы ЦНС от поиска оптимальных путей приспособиться к жизни с функционально неработоспособной рукой к решению задачи восстановления ее функций.
- При фиксации здоровой конечности жизнь превращается в непрерывную цепь попыток заставить пораженную конечность выполнять целенаправленные движения, т.е., в основном движения выполняются с использованием 4-го уровня - уровня коры головного мозга. А это является обязательным условием для формирования новых двигательных рефлексов (см. 4-уровневая система управления движениями)
- Метод достаточно интенсивен - 6-7 часов в день и на протяжении двух недель
- Результаты терапии обусловлены собственными усилиями человека!!!

Таким образом, человек сознательно идет на существенное усложнение своей жизни, пытается с достаточно большими мучениями выполнять возможно даже простейшие действия, которые он с легкостью мог бы делать с использованием здоровой руки. Но - это дает результат!
В рассмотренном нами примере со спастикой стопы такой человек с гарантией попал бы в те самые 10%, восстановившихся после инсульта практически полностью, так как метод иммобилизационной терапии работает здесь автоматически. Если, конечно, его с самого начала не посадят в коляску, чтобы он мог "увереннее и быстрее" передвигаться.

Ребенок, к сожалению, на такие подвиги не способен. Сознательное ограничение ему фактически недоступно (впрочем, как и многим взрослым, которые довольно быстро приспосабливаются к новому стилю жизни). Оно ему просто неинтересно. Ведь для получения результата необходимо делать сотни однотипных, целенаправленных движений. И не один день. В процессе игры - возможно, если бы существовал набор таких игр.

В результате, с помощью колясок, операций, широкого использования медикаментов, фактически нейтрализующих собственные возможности нервной системы, вектор его развития смещается и вместо попыток восстановить генетически заданные движения ребенок заставляет свою ЦНС наиболее эффективно приспособиться к выполнению требующихся по жизни задач со своими ограниченными возможностями. А окружающие, а также всевозможные технические приспособления, ему в этом максимально способствуют.

На страницу Теория