ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖКОНЕЧНОСТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ НЕИНВАЗИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ СПИННОГО МОЗГА
PDF

Ключевые слова

спинной мозг
электрическая стимуляция
межконечностные синергии

Как цитировать

Щербакова, Н. А., Богачева, И. Н., Гришин, А. А., Мошонкина, Т. Р., Городничев, Р. М., & Герасименко, Ю. П. (2019). ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖКОНЕЧНОСТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ НЕИНВАЗИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ СПИННОГО МОЗГА. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 105(12), 1581–1592. https://doi.org/10.1134/S0869813919120124

Аннотация

Исследовали влияние активации спинальных локомоторных центров на шейном и поясничном уровнях на межконечностные синергии у человека. Испытуемые находились в биомеханическом тренажере в положении полулежа и выполняли произвольные ритмические движения ног, двигая каретки шагательного устройства тренажера, или произвольные движения рук, двигая рычаги тренажера, либо осуществляли одновременное движение рук и ног. В состоянии покоя последовательная чрескожная стимуляция спинного мозга на трех уровнях (положения катодов между С4-С5, T12-L1, L1-L2 позвонками) у большинства испытуемых не вызывала движений ног, однако, при выполнении движений рук в сочетании со стимуляцией инициировались небольшие по амплитуде (до 10 угл. град.) движения во всех суставах ног. Стимуляция спинного мозга и одновременные движения рук вызывали облегчение выполнения произвольных движений ног, что проявлялось в увеличении интегральной характеристики электрической активности мышц и в увеличении амплитуды движений в тазобедренных суставах. Полученные результаты могут быть использованы для разработки метода нейрореабилитации для больных с нарушением двигательных функций.

https://doi.org/10.1134/S0869813919120124
PDF

Литература

Wannier T, Bastiaanse C, Colombo G, Dietz V. Arm to leg coordination in human during walking, creeping and swimming activities. Exp Brain Res. 141(3):375-379. 2001

Као Р.- С., Ferris D.P. The effect of movement frequency on interlimb coupling during recumbent stepping. Motor Control. 9(2):144-163. 2005

Cолопова И.А., Селионов В.А., Жванский Д.С., Гришин А.А. Взаимовлияние верхних и нижних конечностей при циклических движениях. Физиология человека.37(4):55-64. 2011. [Solopova I.A., Selionov V.A., Zhvansky D.S., Grishin A.A. Mutual influences of upper and lower extremities during cyclic movements. Human Physiology. 37(4):440-448.2011.(In Russ.)].

Gerasimenko Y., Gorodnichev R., Machueva E., Pivovarova E., Semyenov D., Savochin A., Roy R.R., Edgerton V.R. Novel and direct access to the human locomotor spinal circuitry. J Neurosci. 30 (10):3700-3708. 2010.

Gerasimenko Y., Gorodnichev R., Puhov A. Moshonkina T., Savochin A.., Selionov V., Roy R.R., Lu D.C., Edgerton V.R. Initiation and modulation of locomotor circuitry output with multisite transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord in noninjured humans. J Neurophysiol 113(3):834-842.2015

Tomilovskaya E.S., Shigueva T.A., Zakirova A.Z. Mechanical stimulation of the support zones of soles: the method of noninvasive activation of the stepping movement generators in humans. Human Physiology.39(5):480-485. 2013.

Selionov V.A., Solopova I.A., Zhvansky D.S. Activation of interlimb interactions increases the motor output in legs of healthy subjects: study under the conditions of arm and leg unloading. Human Physiology. 42(1):43-53. 2016].

Gerasimenko Y.P., Gad P., Sayenko D.G., McKinney Z., Gorodnichev R., Puhov A., Moshonkina T., Savochin A., Selionov V.A., Shigueva T., Tomilovskaya E., Kozlovskaya I.B., Edgerton V.R. Integration of sensory, spinal, and volitional descending inputs in regulation of human locomotion. J. Neurophysiol. 116 (1): 98-105.2016.

Гришин А.А., Мошонкина Т.Р., Боброва Е.В., Герасименко Ю.П. Комплекс для реабилитационного лечения пациентов с двигательной патологией с использованием механотерапии, чрескожной электростимуляции спинного мозга и биологической обратной связи. Мед техника. 4. 2019.. [Grishin A.A., Moshonkina T.R., Bobrova E.V., Gerasimenko Yu.P. Complex for the rehabilitation treatment of patients with motor pathology using mechanotherapy, transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord and biofeedback. Med Equipment. 4. 2019. (In Russ.)].

Gorodnichev R.M., Pivovarova E.A., Puhov А. Transcutaneous electrical stimulation of the spinal cord: a noninvasive tool for the activation of stepping pattern generators in humans. Human Physiology. 38(2):158-167. 2012.

Kawashima N., Nozaki D., Abe M.O., Nakazawa K. Shaping appropriate locomotive motor output through interlimb neural pathway spinal cord in humans . J Neurophisiol. 99 (6):2946-2955. 2009.

Huang H.J., Ferris D.P. Neural coupling between upper and lower limbs during recumbent stepping. J Appl Physiol. 97(4):1299-1308. 2004.

Khusnutdinova D., Netreba A., Kozlovskaya I. Mechanic stimulation of the soles support zones as a countermeasure of the conditions. J Gravit Physiol. 11(2):141-142. 2004.

Collins S.H., Adamczyk P.G., Kuo A.D, Dynamic arm swinging in human walking. Proc Biol Sci. 276(1673):3679-3688. 2009.

De Kam D., Rijken H., Manintveld T. Arm movements can increase leg muscle activity during submaximal recumbent stepping in neurologically intact individuals. J Appl Physiol. 115(1):34-42. 2013.

Solopova I.A,, Selionov V.A., Kazennikov O.V., Ivanenko Y.P. Effects of transcranial magnetic stimulation during voluntary and non-voluntary stepping movements in humans. Neurosci Lett. 5:579-564. 2014.

Balter J.E., Zehr E.P. Neural Coupling between the arms and legs during rhythmic locomotor-like cycling movement J Neurophisiol. 97(2):1809-1818. 2007.

Zehr EP, Balter JE, Ferris DP, Hundza SR, Loadman PM, Stoloff RH. Neural regulation of rhythmic arm and leg movement is conserved across human locomotor tasks. J Physiol. 582(1):209–227. 2007.

Frigon A. The neural control of interlimb coordination during mammalian locomotion. J Neurophysiol. 117(6): 2224–2241. 2017.

Zehr E.P. Klimstra M., Dragert K. et al. Enhancement of arms and legs locomotor coupling with augmented cotaneous feedback from the hand. J Neurophysiol. 98(3):1810-1814. 2007.

Козловская И. Афферентный контроль произвольных движений. М. Наука. 1976. [Kozlovskaya I. Afferentnyy kontrol proizvolnykh dvizheniy [Afferent control of voluntary movements]. Moscow. Nauka. 1976].

Zehr E.P., Duysens J. Regulation of arm and leg movement during human locomotion Neuroscientist. 10(4):347-361. 2004.