Новые подходы к сенсорной стимуляции для лечения хронических расстройств сознания

Нейропсихолог Лидия Гарсия Перес рассказывает о новых подходах к сенсорной стимуляции при расстройствах сознания.

Программы сенсорной стимуляции давно используются в нейрореабилитации и являются одним из наиболее распространённых терапевтических вариантов при работе с глобальными расстройствами сознания после тяжёлого повреждения мозга[1].

В их основе лежит идея о том, что обогащённая среда способствует нейропластичности и, следовательно, восстановлению таких пациентов[2, 1]. Однако ряд недавних систематических обзоров[3, 4, 5, 6], в том числе опубликованный Кокрейновским сотрудничеством[3], приходят к выводу, что пока нет надёжных данных, подтверждающих или опровергающих эффективность сенсорной стимуляции у пациентов с глобальными расстройствами сознания (кома, вегетативное состояние или синдром ареактивного бодрствования, состояние минимального сознания).

С другой стороны, в последние годы продвинулись знания о мозге в целом и о расстройствах сознания в частности, и появились новые парадигмы и теоретические представления, из-за которых необходимо оценить, остаются ли основные характеристики метода сенсорной стимуляции адекватными с учётом современных знаний.

Недавно Frontiers in Human Neuroscience опубликовал работу[2], в которой авторы пересматривают основные характеристики сенсорной стимуляции, оценивают, какие из них устарели, а какие нет, и предлагают ряд изменений, соответствующих современным знаниям и теоретическим взглядам.

В сегодняшней статье я кратко расскажу о сенсорной стимуляции и современном понимании сознания и расстройств сознания, а затем перейду к краткому изложению этой работы.

Современное понимание сознания и глобальных расстройств сознания.

Традиционно нормальное состояние сознания и расстройства сознания (кома, вегетативное состояние, или синдром ареактивного бодрствования, и состояние минимального сознания) определяются по двум компонентам:

•  Arousal (уровень бодрствования или активации, «быть в сознании»), который определяется как способность пробуждаться и поддерживать циклы сна и бодрствования.
• Awareness (содержание сознания, «осознавать»), которое определяется как способность интегрировать различные сенсорные стимулы в знание, позволяющее осознавать себя и то, что происходит вокруг[7].

Так, кома — обычно преходящее состояние, при котором у пациента нет ни arousal, ни awareness: он лежит с закрытыми глазами, не реагирует на стимуляцию и не общается.

При вегетативном состоянии, или синдроме ареактивного бодрствования, глаза пациента открыты, что отражает сохранность восходящей ретикулярной активирующей системы, а значит, и arousal. Но поскольку пациенты не способны производить целенаправленное поведение, считается, что у них нет сознания, или awareness

И наконец, в состоянии минимального сознания пациенты способны производить поведение — пусть изменчивое, но воспроизводимое, — поэтому считается, что у них есть awareness в дополнение к arousal [8].

Однако в последние годы механизмы сознания стали связывать с новыми представлениями, такими как распределённая информация[9], взаимодействующие области коры и связность мозга [10, 11]. Сегодня сознание рассматривается как способность системы интегрировать информацию, которая, по-видимому, зависит от способности мозга поддерживать сложные паттерны активности, распределённые между взаимодействующими областями коры [2].

В соответствии с этим взглядом расстройства сознания недавно были переопределены как синдром разобщения, при котором функциональный и/или структурный разрыв на уровне мезоцепи «кора — полосатое тело — бледный шар — таламус — кора» мешает восстановлению осознанной реактивности [12]; эта точка зрения подтверждается многочисленными недавними данными [1].

В рамках этой коннекционистской парадигмы вступают в силу новые теоретические представления, и поэтому уместно учитывать новые факторы при выборе оптимального лечения пациентов с расстройствами сознания — как в целом, с точки зрения возможной интеграции существующих подходов к лечению (нейромодуляция, медикаментозное лечение, сенсорная стимуляция и т. д.), так и в частности, в отношении каждого из них, в нашем случае — программ сенсорной стимуляции.

Что такое сенсорная стимуляция: обоснование и основные характеристики.

Сенсорная стимуляция для пациентов с расстройствами сознания — это методика, направленная на повышение arousal и поведенческой реакции таких пациентов с помощью предъявления стимулов окружающей среды [13]: постепенно подавая сенсорную информацию в нервную систему, мы побуждаем пациента совершить какое-либо действие на доступном ему уровне [7].

Для этого используются разные запахи и вкусы умеренной и высокой интенсивности, вербальные и невербальные звуки (среди последних — белый шум или музыка), зрительные стимулы (предметы, фотографии) и тактильные стимулы (физический контакт, ощущение собственного тела, предметы разной текстуры, перемещение предмета и т. д.)[7].

Хотя в рамках этого метода используются разные варианты и процедуры, все они неизменно имеют следующие характеристики [2]:

• предъявляемые стимулы простые,
• умеренной или высокой интенсивности,
• возможно, имеют автобиографическое и/или эмоциональное содержание,
• предъявляются многократно и часто,
• подаются по нескольким сенсорным каналам.

Сенсорная стимуляция — малоинвазивная методика, безопасная, недорогая и простая в применении, поэтому она остаётся привлекательным методом реабилитации [14]. Однако, как упоминалось выше, её теоретическая основа в прошлом не была чётко определена, и в целом данные о её эффективности противоречивы, что требует дополнительного изучения её процедур с более строгой методологией [3, 4, 5, 6], а также обновления её характеристик с учётом современных знаний[2].

Новые подходы к сенсорной стимуляции при расстройствах сознания

Abbate et al.[2] оценили основные характеристики стандартного метода стимуляции и предложили обновлённый вариант с некоторыми изменениями. Вот их предложения:

Сложная стимуляция, включающая структурированные и значимые стимулы

Как отмечают авторы, в стандартных протоколах сенсорной стимуляции обычно используется простая стимуляция, часто лишённая смысла (вне контекста), исходя из негласного предположения, что у пациентов с расстройствами сознания снижена способность к вниманию и поэтому простые стимулы больше подходят, так как их легче обработать когнитивно.

Однако недавние исследования показывают, что такие пациенты могут участвовать в структурированных заданиях и сохранять сложные реакции, что позволяет предположить наличие у них сохранных «островков когнитивного функционирования высокого порядка».

На основе этих данных авторы предлагают, чтобы целью будущих протоколов была стимуляция этих изолированных, но сохранных когнитивных функций высокого порядка, для чего сложные стимулы могут оказаться эффективнее простых.

Избегать высокой частоты и повторяемости стимулов

Как правило, стандартные программы предполагают простую, повторяющуюся, частую стимуляцию умеренной или высокой интенсивности.

Авторы подчёркивают, что такой подход противоречит целям стимуляции когнитивных процессов, поскольку может вызывать привыкание, которое, как они напоминают, представляет собой снижение нейронного и поведенческого ответа в результате повторяющейся стимуляции.

Поэтому они предлагают избегать как повторения, так и высокой частоты предъявления стимулов, ведь более частая стимуляция приводит к более быстрому и/или более выраженному снижению ответа.

Предъявлять стимулы подходящей интенсивности, время от времени чередуя их с высокоинтенсивными

Что касается интенсивности, преимущество интенсивной стимуляции (стимулов с резким началом и высокой энергией) в том, что она легко привлекает внимание; однако, учитывая неоднозначные результаты исследований, авторы задаются вопросом, не может ли интенсивная стимуляция также вызывать привыкание, и поэтому предлагают чередовать стимуляцию подходящей интенсивности (под этим я понимаю естественную интенсивность) с периодическими интенсивными стимулами.

Интегрированная и одновременная мультисенсорная стимуляция

Типичный протокол сенсорной стимуляции обычно предполагает стимуляцию многих разных сенсорных модальностей (зрительной, слуховой, тактильной и т. д.), поэтому его часто называют мультимодальным. Однако используемые стимулы относятся к одной модальности, и каждый сенсорный канал стимулируется отдельно. Таким образом, такая стимуляция на самом деле не мультисенсорная, поскольку разные унимодальные стимулы подаются последовательно.

Как указывают авторы, недавние исследования мультисенсорной интеграции показывают, что внимание легче направляется на сенсорные входы, обладающие мультисенсорными свойствами, и что это происходит автоматически.

Кроме того, они ссылаются на ряд нейрофизиологических исследований, согласно которым корковая обработка в мозге мультисенсорна не только в ассоциативных зонах коры, но и в первичных зонах. Поэтому они делают вывод, что мультисенсорные стимулы предпочтительнее унимодальных, так как потенциально лучше задействуют процессы внимания и изолированно сохранные когнитивные функции высокого порядка у пациентов с глобальными расстройствами сознания.

Эмоциональные стимулы

Основываясь на исследованиях, опубликованных начиная с 2005 года, авторы заключают, что использование эмоциональных стимулов остаётся ценным вариантом в процедурах сенсорной стимуляции.

В частности, они приводят данные о:

• приоритетном доступе эмоциональной информации к познанию (вниманию и сознанию),
• её лучшем запоминании по сравнению с информацией без эмоционального содержания,
• её влиянии на представления высокого уровня, такие как мысли и действия,
• возможном облегчении интеграции эмоциональной обработки с когнитивными процессами сверху вниз, такими как внимание, контекст задачи и сознание.

Стимулы с автобиографическим содержанием

Стимулы с автобиографическим содержанием также получили поддержку недавних исследований как подходящий вариант, поскольку, согласно приведённым данным, они способствуют интеграции, благоприятствующей сознанию, и обладают теми же преимуществами, что и эмоциональная обработка.

В частности, автобиографические воспоминания активируют обширную сеть областей мозга и вместе с ней различные системы памяти (эпизодическую, личную семантическую) и другие процессы (зрительные образы, самоотнесение, эмоциональные процессы и исполнительный контроль), что позволяет предположить, что такие воспоминания облегчают интеграцию информации.

Также предполагается тесная связь между эпизодической памятью и высоким уровнем сознания (автоноэтическим уровнем) как механизмом облегчения сознания.

Стимулировать ответы, прося пациента выполнять действия

Стандартные протоколы сенсорной стимуляции обычно ограничиваются стимуляцией восприятия или в лучшем случае памяти и эмоциональной обработки, связанной с некоторыми стимулами.

Опираясь на исследования функциональной нейровизуализации и нейрофизиологии, недавно показавшие, что у части пациентов с расстройствами сознания наблюдаются «скрытые ответы», авторы предполагают, что может быть полезно во время занятия просить пациента выполнять сложные действия, чтобы, помимо стимуляции arousal, стимулировать и определённое поведение с помощью повторений и упражнений.

Хотя данные указывают на то, что практически любой опыт (включая восприятие) способен изменять мозг и вызывать долговременные изменения, во многих случаях эта пластичность специфична. Поэтому стимуляция, ограниченная восприятием, может вызывать ограниченные изменения, тогда как при стимуляции и входной (перцептивной), и выходной (действие) обработки можно ожидать лучших результатов.

Кроме того, предложена теория репрезентации действия, согласно которой действие является ядром важнейших репрезентационных сетей (поэтому авторы предполагают, что работа с действиями, помимо работы с восприятием, может способствовать интеграции).

Естественные и динамичные действия в реальном или виртуальном контексте

Условия, в которых обычно проводятся занятия стимуляцией (клинические), как правило, искусственны и подталкивают терапевта к использованию простых повторяющихся стимулов и их контролируемому предъявлению, примерно как в лаборатории. К тому же эти стимулы лишены эмоциональной значимости и автобиографического содержания и направлены на стимуляцию только входной обработки.

Авторы предлагают выполнять естественные и динамичные действия в более подходящих условиях, позволяющих вводить пациентов в ситуации с определёнными поведенческими сценариями (например, завтрак с семьёй).

Естественные задачи — в реальных или виртуальных ситуациях — предполагают сложные стимулы и требуют как входной обработки (восприятие), так и выходной (действие). Поэтому, по мнению авторов, они служат идеальным фоном для введения эмоциональных и автобиографических стимулов.

Таким образом, возможные направления обновлённой сенсорной стимуляции, которые указывают эти авторы, основаны прежде всего на концепции сложной стимуляции. Это предполагает использование структурированных и значимых стимулов, подаваемых одновременно и интегрированно по нескольким сенсорным каналам, а также работу как с входной, так и с выходной когнитивной обработкой и выполнение динамичных естественных действий, позволяющих избежать повторяющейся и частой бессмысленной стимуляции. Также предполагается стимуляция подходящей интенсивности, периодически чередующаяся с интенсивными стимулами.

Все эти действия сохраняли бы обоснованные аспекты эмоциональной и автобиографической значимости.

Библиография

1. Schnakers C & Monti MM (2017). Disorders of consciousnessafterseverebraininjury: therapeuticoptions. CurrOpinNeurol, 30(6): 573-579. doi: 10.1097/WCO.0000000000000495.
2. Abbate C, Trimarchi PD, Basile I, Mazzucchi A, Devalle G (2014). Sensorystimulationforpatientswithdisorders of consciousness: fromstimulation to rehabilitation. Frontiers in Human Neuroscience, 8: 616. doi:10.3389/fnhum.2014.00616.
3. Lombardi FFL, Taricco M, De Tanti A, Telaro E,Liberati A (2002). Sensorystimulationforbraininjuredindividuals in coma orvegetativestate (Review). Cochrane Database of SystematicReviews, CD001427. DOI: 10.1002/14651858.CD001427.
4. Lancioni GE, Bosco A, Olivetti Belardinelli M, Singh N N, O’Reilly M F and Sigafoos J(2010). Anoverview of interventionoptionsforpromotingadaptivebehavior of personwithacquiredbraininjury and minimallyconsciousstate. Dev. Disabil. 31, 1121–1134. doi: 10.1016/j.ridd.2010.06.019.
5. Klingshirn H, Grill E, Bender A, Strobl R, Mittrach R, Braitmayer K, Müller M. (2015). Quality of evidence of rehabilitationinterventions in long-termcareforpeoplewithseveredisorders of consciousnessafterbraininjury: A systematicreview. J RehabilMed.47(7):577-85. doi: 10.2340/16501977-1983.
6. Padilla R &Domina A (2016). Effectiveness of SensoryStimulation to Improve Arousal and Alertness of People in a Coma orPersistentVegetativeStateAfterTraumaticBrainInjury: A SystematicReview. Am J OccupTher., 70(3):7003180030p1-8. doi: 10.5014/ajot.2016.021022.
7. Federación Española de Daño Cerebral (FEDACE) (2011). Cuadernos FEDACE sobre daño cerebral adquirido: síndrome de vigilia sin respuesta y de mínima conciencia. Madrid: FEDACE.
8. Gibson RM, Owen AM, Cruse D (2016). Brain-computer interfaces forpatientswithdisorders of consciousness. Progress in BrainResearch,228, pp. 241-291.
9. Tononi G. (2004). Aninformationintegrationtheory of consciousness. BMC Neurosci. 5:42. doi: 10.1186/1471-2202-5-4.
10. Laureys S (2005). The neural correlate of (un)awareness: lessonsfromthevegetativestate. Sci. 9, 556–559. doi: 10.1016/j.tics.2005.10.010.
11. Rosanova, M., Gosseries, O., Casarotto, S., Boly, M., Casali, A. G., Bruno, M.-A., et al. (2012). Recovery of cortical effectiveconnectivity and recovery of consciousness in vegetativepatients. Brain 135, 1308–1320. doi: 10.1093/brain/awr340
12. Schiff ND. (2010). Recovery of consciousnessafterbraininjury: a mesocircuithypothesis. TrendsNeurosci., 33:1-9
13. Giacino JT(1996). Sensorystimulation: theoreticalperspectives and theevidenceforeffectiveness. Neurorehabilitation 6, 69–78. doi: 10.3233/NRE1996-6108.
14. Abbate&Mazzucchi (2011). “La riabilitazioneneuropsicologicadeidisturbiglobalidellacoscienza,” in La RiabilitazioneNeuropsicologica, ed A. Mazzucchi (Milano: MassonElsevier),389–406.

Если вам понравилась эта статья о новых подходах к сенсорной стимуляции при расстройствах сознания, вас могут заинтересовать следующие статьи: