ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 85, № 4, с. 299-309
С КАФЕДРЫ ПРЕЗИДИУМА РАН
Б01: 10.7868/S086958731504009X
Нейрохирургия, сравнительно молодая и одна из сложнейших областей медицинской практики, за столетие своего развития в качестве автономного направления достигла невероятных успехов во многом благодаря тому, что интегрировала достижения научно-исследовательской деятельности, совершенствования медицинской техники и операционных методов. Вместе с тем нейрохирургия всегда сама была источником фундаментальных знаний о нервной системе и не только черпала информацию из таких разделов, как генетика, биохимия и физиология, но и обогащала их данными о патологических и нормальных состояниях и функционировании нервной системы. Этот процесс взаимного обогащения, стимулируемый появлением всё новых технологических возможностей, не только демонстрирует продуктивность исследований, лежащих на пересечении фундаментальных и практико-ориентированных дисциплин, но и позволяет надеяться на увеличение положительной статистики по числу спасённых и возвращённых к нормальной жизнедеятельности больных с различными травмами и органическими заболеваниями, в частности, благодаря методам нейропротек-ции и стимуляции нейрогенеза, или, по крайней мере, на улучшение качества жизни в случае неизлечимых заболеваний, в том числе с использованием методов нейромодуляции.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В НЕЙРОХИРУРГИИ
А.А. Потапов, А.Н. Коновалов, В.Н. Корниенко, А.Д. Кравчук, Л.Б. Лихтерман, И.Н. Пронин, Н.Е. Захарова, Е.В. Александрова, А.Г. Гаврилов, С.А. Горяйнов, Г.В. Данилов
В последние годы шла интенсивная разработка новых биомедицинских технологий, в клиническую медицину активно внедрялись достижения фундаментальных наук, принципы доказательной и персонализированной медицины [1—5]. Бурное развитие получили различные разделы ней-ронауки — молекулярная и клеточная нейробиоло-гия, нейрогенетика, нейрофизиология. Они существенно обогатили клинические нейронауки, прежде всего неврологию и нейрохирургию [6—10]. В свою очередь нейрохирургия стимулировала оригинальные технологические решения в области нейровизуализации с возможностью прижизненного изучения анатомии мозга, структуры проводящих путей взаимосвязи мозгового кровообращения, метаболизма и функциональной активности как в норме, так и при патологии [11, 12].
Сегодня нейрохирургия как клиническая специальность и как раздел нейронауки, включающий изучение фундаментальных проблем жизнедеятельности мозга, охватывает широкий спектр социально значимой патологии нервной системы. Это прежде всего сосудистая патология нервной системы, нейроонкология, нейротравма, нейро-дегенеративные заболевания, врождённая патология, эпилепсия, гидроцефалия и др. Именно в нейрохирургии были получены новые данные о функциональной анатомии мозга, индивидуальных особенностях корковых и подкорковых взаимосвязей, ответственных за поддержание сознания и высших психических функций, обнаружена многовариантность представительства речевых функций, памяти, сенсомоторных актов [2, 13]. Проводятся исследования механизмов пластич-
Авторы работают в Научно-исследовательском институте нейрохирургии им. академика Н.Н. Бурденко. ПОТАПОВ Александр Александрович — академик, директор, КОНОВАЛОВ Александр Николаевич — академик, научный руководитель института, КОРНИЕНКО Валерий Николаевич — академик, заведующий отделением ней-рорентгенологии, КРАВЧУК Александр Дмитриевич — доктор медицинских наук, и.о. заведующего отделением нейротравмы, ЛИХТЕРМАН Леонид Болеславович — доктор медицинских наук, главный научный сотрудник 9-го клинического отделения, ПРОНИН Игорь Николаевич — доктор медицинских наук, главный научный сотрудник отделения нейрорентгенологии, ЗАХАРОВА Наталья Евгеньевна — доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник отделения нейрорентгенологии, АЛЕКСАНДРОВА Евгения Владимировна — кандидат медицинских наук, врач-невролог 9-го клинического отделения, ГАВРИЛОВ Антон Григорьевич — кандидат медицинских наук, врач-нейрохирург, ГОРЯЙНОВ Сергей Алексеевич — научный сотрудник 9-го клинического отделения, ДАНИЛОВ Глеб Валерьевич — аспирант.
apotapov@nsi.ru; akonovalov@nsi.ru; kornienko@nsi.ru; kravtchouk@nsi.ru; likhterman@hotmail.com; pronin@nsi.ru; nzakharova@nsi.ru; ealexandrova@nsi.ru; anton_gavrilov@hotmail.com; sergey255@yandex.ru; glebda@yandex.ru
а
б
Рис. 1. Клинический случай пациентки 22 лет с диффузным аксональным повреждением и неблагоприятным исходом (тяжёлая инвалидизация, тетрапарез)
а — результаты МРТ-исследования. При исследовании на 4-е сутки после травмы в режимах T2-FLAIR (1, 3) и SWAN (2) определяются очаги повреждения на уровне мозолистого тела, моста и среднего мозга; при исследовании на 33 сутки (4, 6 — T2-FLAIR, 5 — карта фракционной анизотропии в сагиттальной проекции) и исследовании через 4 месяца (7, 9 — T2-FLAIR, 8 — карта фракционной анизотропии), выявляются атрофические изменения больших полушарий, ствола и мозолистого тела; б — динамика данных МР-трактографии; при исследовании, проведённом на 4-е сутки (1, 2), определяется частичное отсутствие визуализации волокон передней трети мозолистого тела, кортикоспинальные тракты относительно симметричны; при исследовании на 33-е сутки (3, 4) визуализируются лишь отдельные восходящие волокна в средней трети, а также в колене и валике мозолистого тела, асимметрия КСТ — истончение волокон слева; исследование, предпринятое спустя 4 месяца после травмы (5, 6), выявляет только отдельные волокна в области колена и валика мозолистого тела, а также грубое асимметричное истончение КСТ
ности мозга, перестройки структурно-функциональных взаимосвязей как при острых, так и хронических заболеваниях [14—18].
Внедрение высокотехнологических методов в диагностику и лечение. Успешное развитие нейрохирургии в последние десятилетия стало возможным благодаря появлению методов рентгеновской и магнитно-резонансной компьютерной томографии (КТ, МРТ), позитронно-эмиссионной и однофотонной томографии (ПЭТ, ОФЭКТ), ультразвуковой диагностики (УЗДГ), навигационных систем, благодаря постоянному совершенствованию микроскопов и эндоскопов, инструментов для эндоваскулярной хирургии, высокоточной радиохирургии и радиотерапии. Дальнейшее развитие получили методы компьютерного моделирования операций, аддитивные технологии в реконструктивной нейрохирургии, новые подходы к протезированию, восстановлению и модуляции нарушенных функций мозга с использованием технологий интерфейс "мозг—компьютер", роботизированных систем и устройств [2, 16, 19—23].
Наряду с прикладными эффектами внедрение новых технологий в нейрохирургию стимулировало фундаментальные исследования тканевых, клеточных и молекулярных механизмов повреждения и восстановления нервной системы при различных видах патологии. Дальнейшее развитие получила концепция первичного и вторичного очагового и диффузного повреждений мозга при нейротравме. На модели диффузного аксонального повреждения были выявлены закономерности многомерного расщепления мозга с нарастающей дегенерацией комиссуральных (межполушарных), ассоциативных (внутриполушарных) и проекционных (кортикоспинальных) проводящих путей мозга [12, 24, 25]. Сегодня можно утверждать, что травма мозга, вызывая диффузное аксональное повреждение, является причиной, а лучше сказать, триггером (от англ. trigger — спусковой крючок) развёрнутой во времени посттравматической болезни проводящих путей мозга (рис. 1, а, б). Тяжесть посттравматической болезни, её клиническое течение и последствия определяются многими факторами: особенностями биомеханики,
возрастными и преморбидными, в том числе генетическими, факторами, индивидуальными особенностями вторичных патофизиологических реакций, адекватным подбором персонализированного алгоритма диагностических, лечебных и нейрореабилитационных мероприятий [26].
Постоянное совершенствование и повышение разрешающей способности методов нейровизуа-лизации и нейрофизиологии открыло новые возможности изучения нарушений структурно-функциональной целостности мозга, которые лежат в основе разных форм нарушения сознания, когнитивных, мнестических, сенсомоторных и других функций мозга при различной церебральной патологии [14—16, 27, 28]. С помощью высокоразрешающих модальностей магнитно-резонансной томографии получены новые данные о нейроана-томических коррелятах травматической комы [29] и посткоматозных состояниях нарушения сознания. Для случаев тяжёлой травмы мозга, во-первых, впервые показана взаимосвязь повреждения определённых отделов ствола (моста в проекции холинергических ядер, центральной покрышечной области среднего мозга) и сочетан-ного повреждения подкорковых структур мозга (неостриатума, палеостриатума и таламуса) с темпом восстановления сознания; во-вторых, на основе теоретических представлений о нейромеди-аторах, участвующих в физиологии двигательных путей, выделены клинические синдромы дисфункции глутаматергической, холинергической и дофаминергической систем. Полученные новые данные позволили разработать персонализированный подход к подбору препаратов для пациентов, находящихся в бессознательном состоянии, что значительно улучшило исход заболевания [27, 28].
Благодаря использованию перфузионной компьютерной томографии выявлены характерные варианты объёмного мозгового кровотока в полу-шарных и стволовых структурах мозга при очаговых и диффузных поражениях, установлены критические уровни кровотока в стволе мозга при первичных и вторичных его повреждениях [12, 30-32].
Динамические исследования с использованием диффузионно-тензорной МРТ, проведённые в НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко, показали не только деструкцию и дезинтеграцию проводящих путей после травмы мозга с развитием комы и грубых неврологических расстройств, но и возможность их реинтеграции в процессе восстановления нарушенных функций мозга [31]. Об актуальности исследований проводящих путей мозга человека в норме и при разной патологии свидетельствуют беспрецедентные по масштабу высокотехнологического обеспечения и объёму финансиров
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.