Наблюдение и имитация движений рук при болезни Паркинсона: влияние на моторику и реабилитацию

Введение в проблему болезни Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП) представляет собой нейродегенеративное расстройство, которое поражает примерно 10 миллионов человек во всем мире, причем распространенность заболевания быстро увеличивается. Нейропатология БП involves истощение дофамина в базальных ганглиях, что приводит к множественным двигательным нарушениям, включая трудности с походкой, равновесием, осанкой, функциональной мобильностью и ловкостью. Повседневная деятельность, такая как прием пищи и одевание, а также другие повседневные задачи, требующие тонкого моторного контроля, нарушаются при БП, причем ловкость была выделена как приоритетная область для исследований теми, кто живет с этим состоянием.

Терапевтический потенциал наблюдения за действиями

Наблюдение за человеческими движениями исследовалось как терапевтический подход при неврологических состояниях, включая БП и инсульт, на основе доказательств того, что наблюдение за действиями улучшает performance и обучение у здоровых популяций. Перекрывающиеся нейронные сети активируются при наблюдении и выполнении действий, а имитация—которая включает как наблюдение, так и физическое выполнение действия—задействует более широкую сеть областей мозга. Наблюдение за действиями в сочетании с физической практикой (имитация) therefore предлагает многообещающую технику для promoting активации моторной системы и поддержания функциональной способности при БП. Недавние исследования показали, что наблюдение за действиями и имитация relatively сохранены среди individuals с БП.

Специфика объектно-направленных действий

У neurologically здоровых participants наблюдение и выполнение объектно-направленных действий, таких как reaching и grasping, активируют области задней теменной коры более strongly, чем intransitive жесты рук. Базальные ганглии также играют важную роль в сети наблюдения за действиями и, по-видимому, particularly вовлечены в наблюдение и выполнение действий по manipulation объектов, таких как reaching, grasping и relocation, что suggests, что патология базальных ганглиев при БП может lead к трудностям в имитации объектно-направленных действий.

Методология исследования

В исследовании приняли участие восемнадцать individuals с диагнозом идиопатической БП (5 женщин и 13 мужчин; средний возраст 63,7 года) и 21 neurologically здоровый agematched control participant (10 женщин и 11 мужчин; средний возраст 67,3 года). Участники наблюдали video recordings простых последовательностей движений, изображенных человеческой рукой, а затем immediately имитировали движения using their dominant hand. Последовательности involved движения между тремя из четырех возможных positions с intervals 150 мм along горизонтальному пространству движения.

Кинематический анализ и отслеживание движений

Датчик движения был прикреплен к intermediate фаланге указательного пальца dominant hand участника. Положение руки отслеживалось по осям X, Y и Z с помощью системы электромагнитного захвата движения Polhemus Fastrak® с частотой дискретизации 120 Гц. Движения глаз записывались, в то время как participants наблюдали за последовательностями движений руки, с помощью айтрекера Eyelink 1000 Plus с удаленным monocular capture зрачка с частотой дискретизации 500 Гц, spatial разрешением 0,1° и порогом обнаружения саккад 30°/с.

Результаты исследования

Настоящее исследование показало, что individuals с легкой и умеренной БП способны имитировать объектно-направленные действия, модулируя траекторию движений рук в соответствии с различиями в наблюдаемой траектории. Люди с БП показали similar pattern имитации к neurologically здоровым agematched control participants при имитации как reach, так и transfer сегментов последовательностей движений руки. Эти результаты расширяют previous findings, указывающие на способность людей с легкой и умеренной БП имитировать intransitive движения рук, предоставляя quantitative доказательства того, что их имитация объектно-направленных движений также relatively сохранена.

Анализ движений глаз

Несмотря на similar модуляцию кинематики между группами, различие было found в движениях глаз при наблюдении за объектно-направленными движениями рук. В частности, neurologically здоровые participants показали эффект predictability при наблюдении за движениями с elevated траекторией (меньшие саккады для predictable vs. unpredictable движений), но группа БП не exhibited никаких эффектов predictability на их движения глаз, что suggests, что prediction действий может быть reduced при БП.

Обсуждение результатов и выводы

Результаты этого исследования демонстрируют, что люди с БП способны имитировать траекторию reach и transfer движений similar manner к neurologically здоровым individuals, даже если степень имитации может быть somewhat reduced. Это указывает на potential benefit терапии на основе наблюдения за действиями для людей с БП, которая could help сохранить или улучшить performance объектно-направленных действий. Это также indicated предварительными доказательствами из intervention исследований, показывающих, что training с наблюдением за действиями, particularly в сочетании с motor imagery и physical execution, может enhance performance повседневной деятельности у individuals с БП, включая manual действия с использованием повседневных объектов.

Наблюдение и имитация действий могут облегчать движение при болезни Паркинсона, предоставляя количественные доказательства сохранности моторного имитационного поведения даже при нейродегенеративных изменениях.

В заключение, настоящее исследование demonstrated, что individuals с легкой и умеренной БП были able модулировать амплитуду своих движений рук, имитируя кинематику объектно-направленных действий, exhibiting similar pattern к neurologically здоровым agematched participants. Будущие исследования должны изучить наблюдение и имитацию более complex объектно-направленных действий (включая действия с multiple объектами) и определить effectiveness терапии на основе наблюдения за действиями для augment повседневной объектно-направленной деятельности, которая является central для functional независимости людей с БП.