Український вісник ПСИХОНЕВРОЛОГІЇ

Науково-практичний медичний журнал
ISSN 2079-0325(p)
DOI 10.36927/2079-0325
Головна » Архiв номерiв » 2019 » Том 27, випуск 4 (101) » СОВРЕМЕННЫЕ НЕМЕДИКАМЕНТОЗНЫЕ МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕЙРОПЛАСТИЧНОСТЬ В СИСТЕМЕ НЕЙРОРЕАБИЛИТАЦИИ (обзор литературы)

СОВРЕМЕННЫЕ НЕМЕДИКАМЕНТОЗНЫЕ МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕЙРОПЛАСТИЧНОСТЬ В СИСТЕМЕ НЕЙРОРЕАБИЛИТАЦИИ (обзор литературы)

Автори

Тип статті

  • Наукова стаття

Рубрика

  • ЛІТЕРАТУРНІ ОГЛЯДИ

Ключовi слова

Індекс УДК:
  • 616-085:616-036.66

Анотація

В огляді автори розглянули актуальність впливу немедикаментозних методів на  нейропластичність в  системі нейрореабілітації. Подано різнорівневі нейропластичні ефекти електромагнітних полів внаслідок транс краніальної магнітної стимуляції (TMS). Розглянуто вплив TMS на  нейротрансмітери і  синаптичну пластичність, гліальні клітини і  запобігання загибелі нейронів. Описано нейротрофічні ефекти TMS на  зростання дендритів, ростові і  нейротрофічні фактори. Простежено вплив TMS на  генетичний апарат нейронів. Продемонстровано, що  TMS має доведену здатність модулювати внутрішню активність мозку частотно-залежним способом, генерувати контралатеральні відповіді, забезпечувати поряд з  нейромодулюючим і  нейростимулюючий ефект, впливати на мозок як на глобальну динамічну систему.

Сторінки

  • 85-90

Рік / Номер журналу

Завантажити PDF

Перелiк використаної лiтератури

  1. A robotic multidimensional directed evolution approach applied to fluorescent voltage reporters / K. D. Piatkevich, E. E. Jung, C. Straub [et al.] // Nat. Chem. Biol. 2018. Vol. 14(4). Р. 352—360. DOI: https://doi.org/10.1038/s41589-018-0004-9.
  2. Nitsche M. A., Paulus W. Transcranial direct current stimulation-update // Restor Neurol Neurosci. 2011. Vol. 29(6). Р. 463—92. DOI: https://doi.org/10.3233/RNN-2011-0618.
  3. Tufail Y., Pati S. Ultrasonic neuromodulation by brain stimulation with transcranial ultrasound // Nature Protocol. 2011. Vol. 6(9). Р. 1453—70. DOI: https://doi.org/10.1038/nprot.2011.371.
  4. Kim K.-U., Kim S. H., An T. G. Effect of transcranial direct current stimulation on visual perception function and performance capability of activities of daily living in stroke patients // J. Phys. Ther. Sci. 2016. Vol. 28. Р. 2572—2575. DOI: https://doi.org/10.1589/jpts.28.2572.
  5. Combination of transcranial direct current stimulation and neuromuscular electrical stimulation improves gait ability in a patient in chronic stage of stroke / T. Satow, T. Kawase, A. Kitamura [et al.] // Case Rep. Neurol. 2016. Vol. 8. Р. 39—46. DOI: https://doi.org/10.1159/000444167.
  6. Constraint-induced movement therapy combined with transcranial direct current stimulation over premotor cortex improves motor function in severe stroke: a pilot randomized controlled trial / S. M. Andrade, L. M. Batista, L. L. Nogueira [et al.] // Rehabil. Res. Pract. 2017. DOI: https://doi.org/10.1155/2017/6842549.
  7. Optimization of the navigated tms mapping algorithm for accurate estimation of cortical muscle representation characteristics / D. O. Sinitsyn, A. Y. Chernyavskiy, A. G. Poydasheva [et al.] // Brain Sciences. 2019. Vol. 9(4). Р. 1—21. DOI: https://doi.org/10.3390/brainsci9040088.
  8. Метод ТМС-ЭЭГ: возможности и перспективы / А. Г. Пойдашева, И. С. Бакулин, Л. А. Легостаева [и др.] // Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова. 2019. Т. 69 (3). С. 267—279. DOI: https://doi.org/10.1134/S0044467719030092.
  9. Транскраниальная электрическая стимуляция в улучшении функции руки при инсульте / И. С. Бакулин, А. Г. Пойдашева, Н. А. Павлов [и др.] // Успехи физиологи чес ких наук. 2019. Т. 50 (1). С. 90—104. DOI: https://doi.org/10.1134/S030117981901003X.
  10. Effects of Navigated Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation after Stroke / A. V. Chervyakov, A. G. Poydasheva, R. H. Lyukmanov [et al.] // Journal of Clinical Neurophysiology. 2018. Vol. 35(2). Р. 166—172. DOI: https://doi.org/10.1097/WNP.0000000000000456.
  11. Transcranial and spinal cord magnetic stimulation in treatment of spasticity. A literature review and meta-analysis / J. Korzhova, D. Sinitsyn, A. Chervyakov [et al.] // European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 2018. Vol. 54(1). Р. 75—84. DOI: https://doi.org/10.23736/S1973-9087.16.04433-6.
  12. Безопасность транскраниальной магнитной стимуляции: обзор международных рекомендаций и новые данные / [Н. А. Супонева, И. С. Бакулин, А. Г. Пойдашева, Пирадов М. А.] // Нервно-мышечные болезни. 2017. Т. 7. № 2. С. 21—36. URL: https://doi.org/10.17650/2222-8721-2017-7-2-21-36.
  13. Transcranial magnetic stimulation for the treatment of central post-stroke pain / A. V. Chervyakov, A. V. Belopasova, A. G. Poydasheva [et al.] // Human Physiology. 2016. Vol. 42(8). Р. 844—849. DOI: https://doi.org/10.1134/S036211971608003X.
  14. Ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция в неврологии и психиатрии / А. В. Червяков, А. Г. Пойдашева, Ю. Е. Коржова [и др.] // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2015. № 12. С. 7—18. DOI: https://doi.org/10.17116/jnevro20151151127-18.
  15. Бєляєв А. А., Ісайкова О. І., Сон А. С. Лікувальні ефекти транскраніальної магнітної стимуляції при захворюваннях нервової системи // Досягнення біології та медицини. 2015. № 1 (25). С. 71—75. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/dbtm_2015_1_19.
  16. Chervyakov A. V., Chernyavsky A. Y., Sinitsyn D. O., Piradov M. A. Possible mechanisms underlying the therapeutic effects of transcranial magnetic stimulation // Front. in Hum. Neurosci. 2015 Jun 16; 9: 303. DOI: https://doi.org/10.3389/fnhum.2015.00303.
  17. Rosenkranz K., Kacar A., Rothwell J. C. Differential modulation of motor cortical plasticity and excitability in early and late phases of human motor learning // J. Neurosci. 2007. Vol. 27. No. 44. P. 12058—12066. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2663-07.2007.
  18. Ziemann, U. TMS induced plasticity in human cortex // Rev. Neurosci. 2004. Vol. 15. No. 4. P. 253—266. PMID: 15526550.
  19. Maeda F., Kleiner-Fisman G., Pascual-Leone A. Motor facilitation while observing hand actions: specificity of the effect and role of observer’s orientation // J. Neurophysiol. 2002. No. 87. Р. 1329—1335. DOI: https://doi.org/10.1152/jn.00773.2000.
  20. Repetitive transcranial magnetic stimulation of the human prefrontal cortex induces dopamine release in the caudate nucleus / [A. P. Strafella, T. Paus, J. Barrett, Dagher A.] // J. Neurosci. 2001. No. 21(15). Р. 1—4. PMID: 11459878.
  21. Cho S. S., Strafella A. P. rTMS of the left dorsolateral prefrontal cortex modulates dopamine release in the ipsilateral anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex // PLoS One. 2009. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006725.
  22. Theta burst stimulation-induced inhibition of dorsolateralprefrontal cortex reveals hemispheric asymmetry in striatal dopamine release during a set-shifting task: a TMS-[11C]raclopride PET study / Ko J. H., Monchi O., Ptito A. [et al.] // Eur. J. Neurosci. 2008. No. 28. Р. 2147—2155. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2008.06501.x.
  23. The after-effect of human theta burst stimulation is NMDA receptor dependent / [Y. Z. Huang, R. S. Chen, J. C. Rothwell, H. Y. Wen] // Clin. Neurophysiol. 2007. No. 118. Р. 1028—1032. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinph.2007.01.021.
  24. Lisanby S. H., Belmaker R. H. Animal models of the mecha nisms of action of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): comparisons with electroconvulsive shock (ECS) // Depress. Anxiety. 2000. No. 12. Р. 178—187. DOI: https://doi.org/10.1002/1520-6394(2000)12:33.0.CO;2-N.
  25. Extremely low-frequency magnetic fields modulate nitric oxide signaling in rat brain / S. Cho, Y. Nam, L. Chu [et al.] // Bioelectromagnetics. 2012. No. 33. Р. 568—574. DOI: https://doi.org/10.1002/bem.21715.
  26. Effects of voluntary activity on the excitability of motor axons in the peroneal nerve / Kuwabara S., Cappelen-Smith C., Lin C. S. [et al.] // Muscle Nerve. 2002. No. 25. Р. 176—184. DOI: https://doi.org/10.1002/mus.10030.
  27. Hoogendam J. M., Ramakers G. M., Di Lazzaro V. Physiology of repetitive transcranial magnetic stimulation of the human brain // Brain Stimul. 2010. No. 2. Р. 95—118. DOI: https://doi.org/10.1016/j.brs.2009.10.005.
  28. Duffau H. Brain plasticity: from pathophysiological mechanisms to therapeutic applications // J. Clin. Neurosci. 2006. No. 13. Р. 885—897. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jocn.2005.11.045.
  29. Cooke S. F., Bliss T. V. Plasticity in the human central nervous system // Brain. 2006. No. 129 (Pt. 7). Р. 1659—1673. DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awl082.
  30. Teo J. T., Swayne O. B., Rothwell J. C. Further evidence for NMDA-dependence of the after-effects of human theta burst stimulation // Clin. Neurophysiol. 2007. No. 118. Р. 1649—1651. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinph.2007.04.010.
  31. Structural brain alterations following 5 days of intervention: dynamic aspects of neuroplasticity / A. May, G. Hajak, S. Gänssbauer [et al.] // Cereb. Cortex. 2007. No. 17. Р. 205—210. DOI: https://doi.org/10.1093/cercor/bhj138.
  32. May A. Experience-dependent structural plasticity in the adult human brain // Trends Cogn. Sci. 2011. No. 15. Р. 475—482. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2011.08.002.
  33. Chronic repetitive transcranial magnetic stimulation increases hippocampal neurogenesis in rats / E. Ueyama, S. Ukai, A. Ogawa [et al.] // Psychiatry Clin. Neurosci. 2011. No. 65. Р. 77—81. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1440-1819.2010.02170.x.
  34. The effects of high-intensity pulsed electromagnetic field on proliferation and differentiation of neural stem cells of neonatal rats in vitro / D. P. Meng, T. Xu, F. J. Guo [et al.] // J. Huazhong Univ. Sci. Technolog. Med. Sci. 2009. Vol. 29. Р. 732—736. DOI: https://doi.org/10.1007/s11596-009-0612-4.
  35. Neurogenesis in the subventricular zone following transcranial magnetic field stimulation and nigrostriatal lesions / O. Arias-Carrión, L. Verdugo-Díaz, A. Feria-Velasco [et al.] // J. Neurosci. Res. 2004. Vol. 78. Р. 16—28. DOI: https://doi.org/10.1002/jnr.20235.
  36. Repetitive magnetic stimulation induces functional and structural plasticity of excitatory postsynapses in mouse organotypic hippocampal slice cultures / A. Vlachos, F. Müller-Dahlhaus, J. Rosskopp [et al.] // J. Neurosci. 2012. Vol. 32. P. 17514—17523. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0409-12.2012.
  37. Repetitive transcranial magnetic stimulation for protection against delayed neuronal death induced by transient ischemia / [M. Fujiki, H. Kobayashi, T. Abe, T. Kamida] // J. Neurosurg. 2003. Vol. 99. Р. 1063—1069. DOI: https://doi.org/10.3171/jns.2003.99.6.1063.
  38. Ogiue-Ikeda М., Kawato S., Ueno S. Acquisition of ischemic tolerance by repetitive transcranial magnetic stimulation in the rat hippocampus // Brain. 2005. No. 1037. Р. 7—11. DOI: https://doi.org/10.1016/j.brainres.2004.10.063.
  39. Feng H. L., Yan L., Cui L. Y. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on adenosine triphosphate content and microtubule associated protein-2 expression after cerebral ischemia-reperfusion injury in rat brain // Chin. Med. J. 2008. No. 121(14). Р. 1307—1312. PMID: 18713553.
  40. Protective effects of repetitive transcranial magnetic stimulation in a rat model of transient cerebral ischaemia: a microPET study / F. Gao, S. Wang, Y. Guo [et al.] // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2010. No. 37. Р. 954—961. DOI: https://doi.org/10.1007/s00259-009-1342-3.
  41. Yoon K. J., Lee Y. T., Han T. R. Mechanism of functional recovery after repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in the subacute cerebral ischemic rat model: neural plasticity or anti-apoptosis? // Exp. Brain Res. 2011. No. 214. Р. 549—556. DOI: https://doi.org/10.1007/s00221-011-2853-2.
  42. Pretreatment with low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation may influence neuronal Bcl-2 and Fas protein expression in the CA1 region of the hippocampus / S. Ke, H. Zhao, X. Wang [et al.] // Neural. Regen. Res. 2010. No. 5. Р. 895—900. DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-5374.2010.12.003.
  43. Low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation for the treatment of refractory partial epilepsy: a controlled clinical study / W. Sun, W. Mao, X. Meng [et al.] // Epilepsia. 2012. No. 53. Р. 1782—1789. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2012.03626.x.
  44. Acute repetitive transcranial magnetic stimulation reactivates dopaminergic system in lesion rats / H. Funamizu, M. Ogiue-Ikeda, H. Mukai [et al.] // Neurosci. Lett. 2005. No. 383. Р. 77—81. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neulet.2005.04.018.
  45. Magnetic stimulation influences injury-induced migration of white matter astrocytes / Z. Y. Fang, Z. Li, L. Xiong [et al.] // Biol. Med. 2010. № 29. Р. 113—121. DOI: https://doi.org/10.3109/15368378.2010.500568.
  46. Magnetic stimulation modulates structural synaptic plasticity and regulates BDNF-TrkB signal pathway in cultured hippocampal neurons / J. Ma, Z. Zhang, Y. Su [et al.] // Neurochem. Int. 2013. No. 62. Р. 84—91. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuint.2012.11.010.
  47. Baquet Z. C., Gorski J. A., Jones K. R. Early striatal dendrite deficits followed by neuron loss with advanced age in the absence of anterograde cortical brain-derived neurotrophic factor // J. Neurosci. 2004. № 24(17). Р. 4250—4258. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3920-03.2004.
  48. High-Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation Improves Refractory Depression by Influencing Catecholamine and Brain-Derived Neurotrophic Factors / T. Yukimasa, R. Yoshimura, A. Tamagawa [et al.] // Pharmacopsychiatry. 2006. № 39(2). Р. 52—59. DOI: https://doi.org/10.1055/s-2006-931542.
  49. Role of serotonergic gene polymorphisms on response to transcranial magnetic stimulation in depression / R. Zanardini, L. Magri, D. Rossini [et al.] // European Neuropsychopharmacology. 2007. Vol. 17, Issue 10. Р. 651—657. DOI: https://doi.org/10.1016/j.euroneuro.2007.03.008.
  50. Lang C., Schüler D. Biogenic nanoparticles: production, characterization, and application of bacterial magnetosomes // J. of Physics: Condensed Matter. 2006. Vol. 18. No. 38. Р. 2815— 2828. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/18/38/S19.
  51. Effects of electroconvulsive therapy and repetitive transcranial magnetic stimulation on serum brain-derived neurotrophic factor levels in patients with depression / L. Gedge, A. Beaudoin, L. Lazowski [et al.] // Front Psychiatry. 2012. Feb 24; 3: 12. DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyt.2012.00012.
  52. Repetitive transcranial magnetic stimulation enhances BDNF-TrkB signaling in both brain and lymphocyte / H. Y. Wang, D. Crupi, J. Liu [et al.] // J. Neurosci. 2011. No. 31. Р. 11044—11054. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2125-11.2011.
  53. Transcranial magnetic stimulation and BDNF plasma levels in amyotrophic lateral sclerosis / F. Angelucci, A. Oliviero, F. Pilato [et al.] // Neuroreport. 2004. Vol. 15(4). Р. 717—720. DOI: https://doi.org/10.1097/00001756-200403220-00029.
  54. Long-term repetitive transcranial magnetic stimulation increases the expression of brain-derived neurotrophic factor and cholecystokinin mRNA, but not neuropeptide tyrosine mRNA in specific areas of rat brain / M. B. Müller, N. Toschi, A. E. Kresse [et al.] // Neuropsychopharmacology. 2000. No. 23. Р. 205—215. DOI: https://doi.org/10.1016/S0893-133X(00)00099-3.
  55. Repetitive transcranial magnetic stimulation activates specific regions in rat brain / R-R. Ji, T. E. Schlaepfer, C. D. Aizenman [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998. No. 95. Р. 15635—15640. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.95.26.15635.
  56. Chronic repetitive transcranial magnetic stimulation enhances c-fos in the parietal cortex and hippocampus / A. Hausmann, C. Weis, J. Marksteiner [et al.] // Brain Res. Mol. Brain Res. 2000. No. 76. Р. 355—362. DOI: https://doi.org/10.1016/s0169-328x(00)00024-3.
  57. High- and low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation differentially activates c-Fos and zif268 protein expression in the rat brain / S. Aydin-Abidin, J. Trippe, K. Funke [et al.] // Exp. Brain Res. 2008. No. 188. Р. 249—261. DOI: https://doi.org/10.1007/s00221-008-1356-2.
  58. A common polymorphism in the brain-derived neurotrophic factor gene (BDNF) modulates human cortical plasticity and the response to rTMS / B. Cheeran, P. Talelli, F. Mori [et al.] // J. Physiol. 2008. No. 586. Р. 5717—5725. DOI: https://doi.org/10.1113/jphysiol.2008.159905.
  59. Role of serotonergic gene polymorphisms on response to transcranial magnetic stimulation in depression / R. Zanardi, L. Magri, D. Rossini [et al.] // Eur. Neueopsychopharmacol. 2007. No. 17. С. 651—7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.euroneuro.2007.03.008.
  60. Motor cortex-induced plasticity by noninvasive brain stimulation: a comparison between transcranial direct current stimulation and transcranial magnetic stimulation / M. Simis, B. O. Adeyemo, L. F. Medeiros [et al.] // Neuroreport. 2013. No. 24. С. 973—975. DOI: https://doi.org/10.1097/WNR.0000000000000021.
  61. Transcranial magnetic stimulation modulates the brain’s intrinsic activity in a frequency-dependent manner / [Mark C. Eldaief, Mark A. Halko, Randy L. Buckner, and Alvaro Pascual-Leone] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011. No. 108. Р. 21229—21234. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1113103109.
  62. Ipsi- and contralateral EEG reactions to transcranial magnetic stimulation / S. Komssi, H. J. Aronen, J. Huttunen [et al.] // Clin. Neurophysiol. 2001. No. 113. Р. 175—184. PMID: 11856623.
  63. Luber B., Lisanby S. H. Enhancement of human cognitive performance using transcranial magnetic stimulation (TMS) // Neuroimage. 2014. No. 3. Р. 961—970. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2013.06.007.

Індексування журналу:

Український Вісник ПСИХОНЕВРОЛОГІЇ

Науково-практичний медичний журнал

ДУ «ІНПН імені
П.В. ВОЛОШИНА
НАМН УКРАЇНИ»