Institut fur Kommunikation und Gehirnforschung Gunter Haffelder Stuttgart

Восстановление нарушений работы головного мозга - краткий обзор достижений в исследовании мозга

1. Церебральные нарушения и методология их восстановления

 Повреждение мозга часто вызывает центральные, двигательные и сенсорные расстройства, которые наносят ущерб физической, интеллектуальной и языковой функциям в различной степени. В результате определенные зоны или даже целые регионы мозга могут функционировать неадекватно или перестать функционировать все вместе. Мозг способен лишь передать функции поврежденных областей в прилегающие районы в ограниченных масштабах, и дисфункции и расстройства могут оставаться, несмотря на своевременное и долгосрочное лечение. Индивидуальные механические и сенсорные функции могут сопровождаться дефектами зрения, вплоть до частичного или полного физического паралича. Речь также может быть потеряна или ограничена и поэтому также могут быть нарушены активные и пассивные функции памяти. Те, кто пострадал, сталкивается с серьезными ограничениями в своей повседневной жизни, особенно если такие меры реабилитации, как физиотерапия, эрготерапия и логопедия, (называем лишь наиболее распространенные) не дали какого-либо заметного улучшения.

 Физик и психолог Гюнтер Haffelder, который является руководителем Института исследования мозга и коммуникаций в Штутгарте, усовершенствовал ЭЭГ метод регистрации для измерения активности мозга, что привело к развитию спектрального анализа ЭЭГ. Этот метод позволяет, во-первых, регистрировать и анализировать динамику и взаимодействие определенных мозговых структур. В ходе проведения исследования в Институте были предприняты измерения с использованием стандартизированных процедур тестирования и экспертизы на тысячах людей разных возрастов и различных профессий, а также был определён широкий спектр способностей, талантов и трудностей. Исходя из этих сравнительных измерений, Гюнтер Haffelder способен сделать подробные оценки и интерпретировать характерную деятельность мозговых структур. На основе регистрируемых шаблонов можно сделать очень точные диагнозы и определить наличие функциональных расстройств или блоки, способности или специальные таланты. Это также позволяет делать оценку причин и последствий церебрального ущерба и разработать процедуры для преодоления его последствий.

2. Техника измерения и коммуникационные процессы в мозге

 Гюнтер Haffelder, используя быстрое преобразование Фурье, создал spectroanalytical метод ЭЭГ измерения, позволяющий разделить ЭЭГ потенциалы, которые обычно измеряются в медицинских целях, на их частотные компоненты. Они отображаются в виде спектров.



Рис.1: ЭЭГ запись
L: левого полушария; R: правого полушария
по оси x: время в минутах и секундах

 

Рис.2: ЭЭГ spectroanalytical графика
L: левого полушария; R: правого полушария
Частоты в Гц

 Эти графики не только показывают различные уровни активности мозга, но и диапазоны частот, на которых осуществляется деятельность. Бета частота свидетельствуют о бдительности и высокой концентрацией внимания на внешние стимулы, а альфа-частоты показывают расслабленное, концентрированное, восприимчивое, внутренне ориентированное состояние; тета частоты указывают, что лицо участвует в расслабленной визуализации (создание психических изображений). В этом методе измерения Дельта частоты (измеряются близко к расположению лимбической системы) принимают новую значимость. Дельта деятельность развивается не только во время сна, но также во время общения, межличностного взаимодействия невербального характера.

 Для облегчения интерпретации, измерения в течение долгого времени могут быть представлены в виде chronospectrogram. Здесь также деятельность в обоих полушариях изображена отдельно: деятельность в левом полушарии означает последовательную обработку информации (один кусок информации в момент времени), а деятельность в правом полушарии означает параллельную обработку впечатлений в целом. При совместной работе обоих полушарий на скоординированной основе возможны невероятные успехи в обучении, мышлении и сотрудничестве. Chronospectrogram также показывает характерную динамику, связанную с определенными структурами мозга, как упоминалось ранее, и может применяться для широкого спектра диагностических и лечебных целей. Институт строит свою работу с клиентами на основе данных ЭЭГ спектральных анализов. Люди обращаются в институт по целому ряду различных причин. Анализ измерения индивидуального профиля показывает возможные способы восстановления обнаруженных нарушений.

3. Процедуры поддерживающей терапии в случае церебральных нарушений

 В Институте пациент подлежит обследованию и проведению спектрального анализа ЭЭГ при выполнении терапевтических мероприятий. Терапевт или воспитатель ведет пациента путем применения физических и языковых упражнений, которые варьируются в зависимости от вида повреждений головного мозга. Зачастую пациенты, которые получили повреждения головного мозга, больше не могут выполнять определенные движения или модели речи. Сюжет спектрального анализа ЭЭГ показывает, какие процессы и волновые модели в мозге все еще присутствуют в ходе некоторых обучения и какие отсутствуют. Затем эти частоты предлагаются мозгу путем применения специального компакт-диска, который производится индивидуально для каждого пациента. Эти компакт-диски созданы на основе классической музыки, зарегистрированной с помощью послойных процессов. Новые нейронные пути создаются в мозге во время одновременного прослушивания CD и выполнения терапевтических упражнений.

 Музыка действует на пациента на различных уровнях. Во-первых, частоты, которые отсутствуют в мозге, содержатся в музыке и предъявляются методом двух частот в виде модуляций на высоких частотах от 18000 Гц на несущем сигнале. Во-вторых, музыка выбирается в соответствии со специальным методом и регистрируется в специально сокращенном темпе. Музыка является латерализованной и угол отдельного этапа соответствует активности мозга. Один из эффектов музыки на CD - повысить уровни ацетилхолина в мозге. Ацетилхолин является нейротрансмиттером, который предрасполагает мозг к процессу обучения.

 Вне института пациент должен слушать специально записанную музыку через наушники, и одновременно работать с терапевтом или воспитателем, тренирующим у него утраченные функции. Прослушивание музыки во время работы над потерянной моделью передвижения и при выполнении упражнений ускоряет терапевтические воздействия и позволяет добиться дальнейшего максимально успешного терапевтического эффекта. Если работу проводить регулярно каждый день, это может привести к быстрому улучшению.

 Очень важными для обеспечения успеха являются следующие моменты:

* Это необходимо для работы с терапевтом, который способен предложить пациенту требуемые упражнения.
* Все обращения должны быть обсуждены с врачом бесплатно.
* Необходимо пунктуально и точно следовать инструкциям по передвижению и речи.
* Важно определить цели с точки зрения отдельных шагов по восстановлению и акцентировать внимание к их достижению.
*  Еще одним важным моментом является определение целей, которые приносят практическую пользу пациенту. Например, вместо простого перемещения руки назад и вперед, более эффективно использовать перемещение руки к стакану, одновременно слушать музыку, и предложить пациенту напиток, чтобы он использовал эту возможность получить его без посторонней помощи.
* Для всех участников следует как можно скорее создать такую атмосферу, чтобы то, что они думают и говорят, воспринималось позитивно. Как упоминалось ранее, невербальная информация и мысленные паттерны передаются на дельта частоте.

 Важно также упомянуть, что в ходе проведения лечения больные с церебральными нарушениями обычно испытывают кризисы, которые зачастую являются четкими признаками того, что наступит улучшение состояния пациента. В таких случаях опекуны и терапевты должны поддерживать пациента и мотивировать его на продолжение лечения посредством создания положительного эмоционального состояния.

 В зависимости от того, каким образом идёт работа с CD, было бы полезно посетить Институт вновь после периода от шести месяцев до одного года. Новые измерения могут быть проведены в целях адаптации CD для улучшения состояния пациента и рассмотрения дальнейших процедур.

4. Тематические исследования

После серьезного дорожно-транспортного происшествия молодой человек находился в состоянии комы в течение длительного периода. В результате лечения пациента в различных клиниках и центрах терапии был достигнут прогресс в такой степени, что он смог справляться с собой в повседневной жизни. Однако его реакции и координация по-прежнему сочетались с ослабленным зрением, и он больше не смог улучшить их продолжением первоначальных занятий.



Рис.3: Chronospectrogram измерения периода примерно 7 минут
Левое полушарие доминирует с отсутствием структуры и координации
Левое и правое полушария работают независимо. Частоты в Гц
Ось времени отображается на левой стороне в минутах и секундах

 Chronospectrogram показывает господствующее положение левого полушария. Определенные структуры мозга имеют важнейшее значение для выполнения последовательных задач, связанных с координацией движения и действия. Эти структуры полностью отсутствовали. Для пациента была составлена специальная программа мероприятий, некоторые из которых выполнялись на оборудовании для специальной тренировки.

 Ему был предложен также компакт-диск с учетом конкретно его потребностей. Через некоторое время chronospectrogram показали заметное улучшение.



Рис.4: Chronospectrogram после нескольких недель упражнений

 Работа с клиентом длилась шесть месяцев. Молодой человек приезжал в Институт через довольно длительные интервалы для дальнейшего обсуждения процедур. Он выполнял упражнения, используя специальные музыкальные CD, с терапевтами в центре терапии. Сегодня он способен добиваться выполнения занятий без каких-либо серьезных препятствий и вести нормальную жизнь.

 Предлагается к рассмотрению еще один случай: ремесленник, страдающий черепно-мозговой травмой. После двух лет реабилитации врачи и физиотерапевты находили дальнейшее восстановление и улучшение состояния невозможным. Он имел только возможность двигать мизинцем левой руки, и ни врачи, ни его жена не знали, может ли он услышать или увидеть. После первоначальных измерений для него был подготовлен первый диск, и с его помощью его терапевты стали практиковать движения рта, речь (vocalisation) и конкретные движения тела. После пяти месяцев он смог приветствовать своего терапевта шепотом «hello», а позднее (через один год) он смог вести отдельные формы переговоров. После шести месяцев он ест без посторонней помощи, и он имеет возможность улыбаться. Теперь он способен правильно говорить с обычной обычной окраской речи (vocalisation). Он способен передвигаться самостоятельно, а не только в инвалидной коляске. Он особенно охотно пользуется гипотерапией и может сесть на лошадь без посторонней помощи. Неустанные усилия и поддержка его жены и логопеда и их твердая вера в его восстановление явились важным фактором в оптимизации процессов церебрального обучения. С помощью компакт-диска эти процессы обучения привели к формированию новых синаптических контактов для замены тех, которые были уничтожены.