Characteristics of electrophysiological activity of the cerebral cortex in children with arthrogryposis

Abstract

Контакты: Евгений Дмитриевич Благовещенский zhenja@gmail.comВведение. Артрогрипоз -один из наиболее тяжелых врожденных пороков развития опорно-двигательного аппарата, характеризующийся наличием 2 и более контрактур крупных суставов, поражением мышц, а также передних рогов спинного мозга. Одной из основных проблем, обусловливающих ограничение или невозможность самообслуживания пациентов, является отсутствие активных движений в суставах верхних конечностей, которое восстанавливается путем аутотрансплантации мышц различных донорских областей. Процессы реабилитации после таких операций связаны в том числе и с нейрональными перестройками в центральной нервной системе как в спинном, так и в головном мозге, в частности в корковых его отделах. Цель исследования -оценить возможное отражение заболевания артрогрипозом у детей в амплитудных и нейродинамических показателях электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Материалы и методы. Изучали электрофизиологические показатели активности коры головного мозга у детей с диагнозом артрогрипоза и здоровых детей сходного возраста. Оценивали такие показатели ЭЭГ, как мощность и длинновременные корреляции (метод оценки динамики нейрональной активности) в диапазонах 4-8, 8-12 и 12-16 Гц. Поражения оценивали на основе клинических шкал. Результаты. Анализ данных показал, что у детей с артрогрипозом, по сравнению с детьми без патологий, имеется достоверное снижение мощности ЭЭГ по всем исследованным частотным диапазонам. Кроме того, продемонстрирована достоверная корреляция мощности ЭЭГ со степенью восстановления двигательных функций верхних конечностей после операций по аутотрансплантации различных групп мышц в позицию двуглавой мышцы плеча. Полученные результаты отражают корреляцию электрофизиологических параметров коры головного мозга с процессами, связанными с патологией артрогрипоза. При этом нейродинамические параметры у детей с артрогрипозом не отличаются от таковых у здоровых детей. По результатам можно констатировать факт отражения заболевания артрогрипозом в снижении электрической активности коры больших полушарий головного мозга в частотном диапазоне 4-16 Гц при сохранении нейродинамических показателей, сходных с группой детей без заболевания. Заключение. В данной работе показано достоверное отличие мощности ЭЭГ в диапазонах 4-8, 8-12 и 12-16 Гц у детей с артрогрипозом и здоровых детей. Однако разницы в таком важном нейродинамическом показателе, как длинновременные корреляции, не обнаружено. Возможно, факт снижения амплитуды ритмов в ЭЭГ у больных детей объясняется их более низкой общей моторной активностью. Ключевые слова: артрогрипоз, электроэнцефалограмма, длинновременные корреляции, реабилитацияДля цитирования: Благовещенский Е.Д., Агранович О.Е., Кононова Е.Л. и др. Особенности электрофизиологической активности коры больших полушарий мозга у детей с артрогрипозом. Нервно-мышечные болезни 2018;8(2):25-32.

Altered Cerebral Processing of Videos in Children with Motor Dysfunction Suggests Broad Embodiment of Perceptual Cognitive Functions

“…However, the neural synchronization of the patients was similarly observed in all of the categories of motor-related video scenes, suggesting that ISC is independent to the stimulus' motor-related content in this population. Therefore, the thesis that embodiment is rather general in its manifestations, rather than being limited to specific cognitive aspects closely related to an agent's sensorimotor capacities, is supported [38]. In addition, our findings agree with the idea of embodied simulation [14], and with the crucial role the human body plays in the constitution of how we understand the world of others [59].…”

“…For example, Koriakina et al [37] revealed that the auditory and visual memory in AMC and OBPL patients are not developed in the same way as in healthy children. Blagoveshchensky et al [38] suggest a possible dysfunction in AMC children at a cognitive level as well, as reflected in the altered pattern of their resting state brain activity. Hence, one can tentatively hypothesize that the differences between patients and healthy controls in terms of perceptual-cognitive processes may well not be limited to the processing of motor actions, but they might be more widely and robustly embodied in nature.…”

Perspectives for the Use of Neurotechnologies in Conjunction With Muscle Autotransplantation in Children

“…It is generally known that some muscles have smaller cortical representation, and accordingly, less cortical voluntary control. Also we showed recently that there is a change in the basic EEG rhythms in children with arthrogryposis (Blagoveschenskiy et al, 2018), which can also be a reflection of the plastic changes in the motor cortex. Perhaps functional mapping of the cortical representations of the possible donor's muscles may give a better answer to the question–which of the donor muscles is most suitable for such an operation.…”

Similar Cognitive Skill Impairment in Children with Upper Limb Motor Disorders Due to Arthrogryposis Multiplex Congenita and Obstetrical Brachial Plexus Palsy

“…The involvement of modern neurotechnology may facilitate an understanding of the psychophysiological changes that occur in the brain in children with motor disorders [39]. It has been shown that, in such children, there is a significant decrease in the power of the main EEG rhythms [40]; moreover, specific rearrangements in the brain that are associated with a change in the functional representation of certain muscles of the upper extremities have been found in children with AMC [41]. It is likely that similar changes should occur in children diagnosed with OBPP, but there is no exact data on this issue.…”