В начале 2000-х ученые установили, что физические упражнения способны облегчать тремор, характерный для болезни Паркинсона. Механизмы этого эффекта долго оставались загадкой. Но новаторская работа ученых, проведенная в Университетских больницах и Медицинской системе VA Северо-Восточного Огайо, показала, что длительные программы динамических упражнений могут оказывать более значительное восстановительное воздействие на мозговые сигналы у пациентов с болезнью Паркинсона, чем предполагалось ранее.
Исследователи проанализировали записи с устройств глубокой стимуляции мозга участников, чтобы выяснить, как продолжительные тренировки могут восстанавливать нейронные связи, поврежденные болезнью. В отличие от предыдущих исследований, эта работа стремилась раскрыть изменения в мозге, связанные с облегчением моторных симптомов, используя устройства глубокой стимуляции второго поколения и длительный режим велотренировок у пациентов с Паркинсоном.
Пациенты с болезнью Паркинсона, включая ветеранов, прошли 12 сеансов динамических велотренировок за четыре недели. Всем участникам ранее были имплантированы устройства глубокой стимуляции для контроля моторных симптомов, с одновременной регистрацией сигналов в области расположения электродов.
Важной особенностью исследования стала адаптивная система велотренировок, позволяющая велосипеду подстраиваться под возможности участников. Например, на игровом экране велосипедистам предлагалось достичь 80 оборотов в минуту и удерживать этот темп около 30 минут. Интенсивность педалирования отображалась в виде воздушного шара, который нужно было удерживать над водой в заданных пределах.
Адаптивность велосипеда побуждала участников варьировать усилия — мотор помогал достигать 80 оборотов, но изменял сопротивление в зависимости от их активности. Ученые считают, что такой механизм особенно эффективен для облегчения симптомов болезни Паркинсона.
Сигналы мозга фиксировались с электродов до и после каждого сеанса. Сначала непосредственных изменений в сигналах не наблюдалось, но после 12 сеансов ученые зафиксировали заметные сдвиги в сигналах, отвечающих за моторный контроль и движения.
«Вероятно, благодаря упражнениям была задействована более обширная нейронная сеть. Различные восходящие и нисходящие пути могут изменяться под влиянием упражнений, вызывая изменения, которые улучшают моторные функции», — объясняет Праджакта Джоши, руководитель исследовательской группы.
Ранее был обнаружен самый ранний признак болезни Паркинсона.