Исследование вклада полушарий в праксис: имитация жестов и пантомима использования инструментов после повреждений левого и правого полушарий
Пациенты, перенесшие инсульт и страдающие апраксией, как правило, испытывают трудности с имитацией простых поз и движений, демонстрируемых экзаменатором, а также с задачами, требующими пантомимы повседневных действий с использованием инструментов. Данное исследование было направлено на изучение влияния топографии поражений при инсульте на имитацию и пантомиму у пациентов с повреждением левого (n = 40) и правого (n = 38) полушарий головного мозга (LHD – Left Hemispheric Damage, RHD – Right Hemispheric Damage). В работе использовался метод картирования симптомов поражения на основе вокселей (Voxel-Based Lesion-Symptom Mapping – VLSM).
Повреждения левого полушария (LHD) и их влияние на праксис
В группе пациентов с повреждением левого полушария (LHD) было обнаружено, что повреждение ассоциативных и проекционных трактов, а также нижней теменной коры приводит к нарушению как имитации, так и пантомимы. Ассоциативные тракты – это нервные пути, которые соединяют различные области коры головного мозга в пределах одного полушария, играя ключевую роль в интеграции информации. Проекционные тракты, в свою очередь, связывают кору с подкорковыми структурами и спинным мозгом, отвечая за передачу сигналов. Нижняя теменная кора является важным центром обработки сенсорной информации и участвует в пространственной ориентации и планировании движений.
Интересно, что повреждение островковой коры (insula) в левом полушарии избирательно нарушало именно имитацию, не затрагивая при этом пантомиму. Островковая кора, расположенная глубоко в борозде Сильвия, участвует в обработке эмоций, самосознания и интероцепции (восприятие внутренних состояний организма), а также в моторном контроле.
Повреждения правого полушария (RHD) и их влияние на праксис
У пациентов с повреждением правого полушария (RHD) наблюдались схожие, но и отличительные закономерности. Повреждение ассоциативных и проекционных трактов, дополнительной моторной области (SMA – Supplementary Motor Area) и островковой коры нарушало обе функции – как имитацию, так и пантомиму. Дополнительная моторная область, расположенная на медиальной поверхности лобной доли, играет важную роль в планировании и последовательности движений, а также в их координации.
С другой стороны, повреждение сенсомоторной коры, нижней теменной коры, оперкулярной коры (часть височной доли, граничащая с островковой корой) и поясной коры (cingulate cortex) избирательно нарушало пантомиму. Поясная кора, расположенная над мозолистым телом, участвует в обработке эмоций, принятии решений и мотивации, а также в контроле движений.
Избирательное нарушение имитации в правом полушарии было связано с повреждением наружной капсулы (external capsule) и скорлупы (putamen), которая является частью базальных ганглиев. Базальные ганглии играют ключевую роль в контроле движений, обучении моторным навыкам и избирательности действий.
Конъюнкционный анализ и его результаты
Конъюнкционный анализ (conjunction analysis) – это статистический метод, который позволяет выявить области мозга, активность которых связана с несколькими задачами или условиями одновременно. В данном исследовании конъюнкционный анализ показал, что в обоих полушариях преобладали воксельные кластеры, связанные избирательным образом либо с пантомимой, либо с имитацией. Это подтверждает гипотезу о том, что эти две моторные функции имеют различную нейронную основу.
Важно отметить, что результаты VLSM для пантомимы при LHD и имитации при RHD считаются предварительными, поскольку они были получены с использованием более мягкого статистического критерия. Однако результаты, касающиеся имитации при LHD и пантомимы при RHD, являются надежными (robust), то есть получены при более строгом критерии и имеют большую статистическую достоверность.
Выводы исследования: раздельные сети для имитации и пантомимы
В целом, полученные результаты убедительно свидетельствуют о том, что имитация и пантомима задействуют в значительной степени раздельные участки сети праксиса. Праксис – это способность выполнять целенаправленные, заученные движения в ответ на команду или в подражание. Это включает в себя планирование, последовательность и выполнение сложных двигательных актов.
Исследование также выявило существенные различия в функциональной организации этих моторных навыков в двух полушариях головного мозга. Это подчеркивает сложность нейронных механизмов, лежащих в основе наших двигательных способностей, и важность дифференцированного подхода при диагностике и реабилитации пациентов с нарушениями праксиса, вызванными инсультом.
Ключевые моменты исследования:
- Имитация и пантомима – две разные, но связанные формы праксиса, которые могут быть нарушены после инсульта.
- VLSM – мощный инструмент для сопоставления конкретных симптомов с локализацией поражения мозга.
- Левое полушарие: повреждение ассоциативных/проекционных трактов и нижней теменной коры нарушает обе функции. Островковая кора важна для имитации.
- Правое полушарие: повреждение ассоциативных/проекционных трактов, SMA и островковой коры нарушает обе функции. Сенсомоторная, нижняя теменная, оперкулярная и поясная коры связаны с пантомимой. Наружная капсула и скорлупа важны для имитации.
- Раздельные нейронные сети: имитация и пантомима, как правило, активируют разные области мозга.
- Асимметрия: функциональная организация этих навыков отличается между левым и правым полушариями.
«Понимание того, как повреждения головного мозга влияют на способность человека имитировать действия и демонстрировать пантомиму, имеет решающее значение для разработки более эффективных методов реабилитации пациентов после инсульта. Это исследование проливает свет на тонкую нейронную организацию этих сложных моторных функций», – комментируют авторы.
Область исследования:
- Нейронаука (Neuroscience): Изучение структуры, функции, развития, биохимии, фармакологии и патологии нервной системы.
- Психология (Psychology): Научное изучение разума и поведения. В данном контексте – изучение когнитивных и моторных функций, связанных с праксисом.
Финансирование:
Исследование было поддержано Национальным институтом психобиологии в Израиле, основанным семьей Чарльза Э. Смита (The National Institute for Psychobiology in Israel – Founded by The Charles E. Smith Family).
Авторы и аффилиации:
Авторы: Silvi FrenkelToledo, Adina KargerBollag, Arel Shasha, Nachum Soroker.
Место работы:
- Кафедра физиотерапии, Факультет наук о здоровье, Университет Ариэля, Ариэль, Израиль (Department of Physical Therapy, Faculty of Health Sciences, Ariel University, Ariel, Israel)
- Кафедра неврологической реабилитации, Медицинский реабилитационный центр Ловенштейна, Раанана, Израиль (Department of Neurological Rehabilitation, Loewenstein Rehabilitation Medical Center, Ra’anana, Israel)
- Кафедра физиотерапии, Медицинский реабилитационный центр Ловенштейна, Раанана, Израиль (Department of Physical Therapy, Loewenstein Rehabilitation Medical Center, Ra’anana, Israel)
- Кафедра нейропсихологии, Факультет психологии, Цюрихский университет, Цюрих, Швейцария (Division Neuropsychology, Department of Psychology, University of Zurich, Zurich, Switzerland)
- Медицинский факультет, Тель-Авивский университет, Тель-Авив, Израиль (Faculty of Medicine, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel)
Конфликт интересов:
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Информация об авторах:
Silvi FrenkelToledo и Adina KargerBollag внесли равный вклад в данную работу.
Дополнительная информация:
Издатель Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий, изложенных на опубликованных картах и в информации об институциональной принадлежности.
Дополнительные материалы (Supplementary Material):
Ссылки на электронные дополнительные материалы доступны для скачивания в формате DOCX.
Права и разрешения:
Открытый доступ (Open Access). Статья лицензирована в соответствии с условиями международной лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. Это означает, что статья может быть использована для некоммерческих целей, распространена и воспроизведена в любом формате при условии указания авторства и источника. Любые производные материалы, основанные на этой статье, должны распространяться на тех же условиях. При использовании изображений или других материалов третьих лиц необходимо получить разрешение от правообладателя.
Цитирование:
FrenkelToledo, S., KargerBollag, A., Shasha, A. et al. Hemispheric contributions to praxis: imitation of gestures and pantomime of tool use following left and right hemisphere damage. Sci Rep (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598026652590
Ключевые слова:
Праксис, инсульт, VLSM, имитация, пантомима.
