Эпилепсия и НейроБОС: правильный SMR-протокол

Автор: Алексей Бердюгин

Добрый день, коллеги!

В настоящей теме предлагаю обсуждать методы нейробиологической обратной связи при эпилепсии. В общем-то и основной первый клинический успех нейроБОС был связан именно с его применением при лечении эпилепсии.

Предыстория

Профессор UCLA и его знаменитые эксперименты с кошками, у которых он искусственно вызывал судорожные приступы с помощью инъекций гидразина положили начало этому очень важному направлению. Немного погодя приступлю к неспешному обзору методов.

Итак, давайте обсудим классический СМР-тренинг, который впервые был разработан специалистом по проблемам сна, профессором Калифорнийского Лос-Анжелосского Университета, Барри Стерманом.

Он начал с экспериментов на кошках, тренируя их сознательно вызывать веретенообразные всплески ритмов в диапазоне 12-15 Гц, что соответствует морфологически т.н. "веретенам сна". Вопросов с эпилепсией он не исследовал. Только позже, когда он стал изучать влияние токсичного ракетного топлива - гидразина на мозг, случайно выяснилось, что те кошки, которые ранее научились произвольно вызывать у себя режим СМР-веретен, переносили инъекции гидразина легче и могли успешно бороться с судорожной активностью. Так возникла идея благотворного влияния нейроБОС тренинга СМР-веретен на людей, страдающих эпилепсией.

Первые успехи

Итак товарищи, продолжим. Я буду рассказывать без прямых ссылок на статьи, исключительно для удобства повествования, но все статьи могу легко выложить по запросу, просто хочу сейчас сконцентрироваться на концептуальных вещах, которые я для себя уяснил за примерно 10 лет работы с этим (СМР-тренинг) протоколом.

Ну что, Барри Стерман случайно изобрел эффективный метод тренировки СМР ритма, помогающего при эпилепсии. Его первой пациенткой среди людей, а не кошек, стала программистка его лаборатории, которая очень быстро достигла нужных результатов и, насколько я помню, спустя три месяца уже получила водительские права. СМР начал свое победное шествие, обещая быстрые результаты и избавляя от такого серьёзнейшего заболевания без использование антиэпилептических препаратов.

Эпилепсия и беременность

Вот здесь я сделаю небольшое отступление: нейроБОС именно при эпилепсии является крайне важной альтернативой традиционному методу лекарственной терапии (АЭП- "антиэпилептический препарат") и вот почему: любой АЭП обладает т.н. тератогенными эффектами, т.е. влияет на развитие плода у беременных женщин. Многие врачи радостно уверяют пациентов, что АЭПы в относительно малых дозах не влияют на развитие плода, при этом умалчивают, что это утверждение основано на статистическом анализе последствий применения АЭПов в части только внешних уродств, типа spina bifida (дефект развития нервной трубки), аномалии челюстно-лицевого каркаса и т.п. Но очень мало статей о побочных эффектах в части неврологических и психиатрических функциональных расстройств, а там риск значительно выше. Иначе говоря: ребенок может быть без внешних уродств, но при этом иметь серьезные функциональные нарушения работы мозга вплоть до грубых, тип расстройств аутичного спектра, большая депрессия, синдром навязчивых состояний и т.п. Поэтому нейроБОС, как нелекарственное средство лечения крайне важен.

Взлёт и падение

Но вернемся к СМР - тренингу: после того, как доктор Стерман опубликовал свои результаты о применении СМР тренинга при эпилепсии, во многих лабораториях бросились повторять его результаты. И ... увы не у всех они получились такими же. Да что там: совсем мало у кого получилось! У очень многих СМР-тренинг не принес никакого облегчения пациентам: частота приступов не уменьшилась, а у кого-то даже и увеличилась. Можно лишь упомянуть об самых известных неудачных попытках повторить опыты Стермана женщины-исследователя по фамилии Каплан.

После первых восторгов, как это часто бывает, наступило разочарование. Метод стали жестко критиковать. Обвинять в шарлатанстве и подтасовке. Но у Стермана-то и у некоторых других он работал. Как же так?

Попытки исправить ситуацию

Самые пытливые исследователи выяснили, что только одного повышения СМР-ритма бывает недостаточно. Иногда в процессе тренировок, относительно быстрый СМР-ритм начинает повышаться одновременно с ритмами более медленного диапазона - тета и дельта. Он как бы возникает на гребне медленных ритмов и в процессе такой тренировки одновременно с повышением мощности СМР ритма пациент начинает тренировать и повышение мощности дельта и тета диапазонов, что фактически даже повышает пароксизмальную (судорожную) активность и вместо избавление от судорог их наоборот провоцирует.

Понижение теты и дельты

Так появилась модификация СМР-протокола: одновременно с повышением СМР-ритма требуется понижение мощности тета или дельта ритмов. Соблюдение этих условий многим позволило наконец-то повторить успех Барри Стермана, но опять не у всех!

Улучшенный СМР-протокол стал ловить непроизвольное усиление "плохой" низкочастотной активности и стал более строго направлен на усиление "целебного" сенсомоторного ритма. Однако, во многих случаях и этот протокол не давал нужного результата. Причём, иногда не давал результата даже и у автора методики - самого доктора Стермана. Тогда др. Стерман стал пытаться вводить уточнения по дизайну своего протокола.

Дискретная обратная связь

Так он стал настаивать на том, что бы сигнал обратной связи был дискретным, а сложных аудио-видео форм обратной связи следовало бы избегать вовсе, дабы не путать мозг неинформативный шумом и не отвлекать его непосредственно от цели задания.

Postreinforcement Synchronization

Потом он ввёл такое понятие как "Postreinforcement Synchronization" - некий временной период, протяжённостью до 2000 мсек, в течение которого мозг как бы "потребляет" награду (сигнал обратной связи) и в общем-то глух к любым другим внешним сигналам извне и в этот момент стоит делать паузу в занятии - "refractory period".

Фиксированные пороги и модель процессов в мозге

Потом он стал настаивать на использовании только фиксированных порогов и недопустимости использования автоподстраиваемых порогов (autothreasholding) при создании протокола СМР-тренинга. Почему так, правда не пояснял.

Одновременно с этим он предложил модель процессов, происходящих в структурах мозга при достижении всплеска амплитуды СМР ритма, указав на важную роль таламо-кортикальных контуров и, в частности, активности ретикулярных ядер таламуса в процессе формирования веретен СМР ритма.

Мышечная активность

Кроме того, сформировалось общее мнение, что всплески СМР соответствуют периоду отсутствия мышечной активности, поэтому и повышение СМР ритма противодействует развитию именно моторной компоненте эпилептического приступа. Вроде как в этом вся суть метода. Странное, конечно, объяснение: это было бы слишком просто бороться с приступом - просто сидеть неподвижно, но ведь это не работает на практике, любой эпилептик это подтвердит. Тут что-то явно сложнее.

В общем, на сегодня ситуация такова: у кого-то получается с успехом использовать СМР-тренинг при эпилепсии; а у кого-то не получается. В чем дело, не понятно до сих пор, и у меня сформировалось собственное понимание причины такого неоднозначного результата использования СМР-тренинга, которым я поделюсь ниже. Продолжу позже.

Успешный протокол

Да, так вот к вопросу составления правильного протокола СМР-тренинга, который будет помогать при эпилепсии. После длительных раздумий, анализа большого количества опубликованых статей и устных сообщений коллег, а также в результате своих скромных опытов, я пришёл к следующим выводам:

Успешный СМР-тренинг в своей цели имеет не просто повышение мощности СМР ритма, а формирование существенно веретенообразного профиля этого ритма.
Важно не просто добиваться долговременного поднятия амплитуды СМР, а требуется получить ритмический профиль с медленным периодическим всплеском и последующим затуханием амплитуды СМР.
Формируя такой профиль мы начинаем нормализовывать или стимулировать т.н. "таламо-кортикальные контуры" и соответствующие ядра таламуса. Именно эти корко-подкорковые связи и отвечают в т.ч. за генерализацию пароксизмальной активности при эпилепсии. Поэтому тренировка/нормализация именно этих связей и формирует устойчивость к приступам.

Простой же тренинг повышения СМР не влияет на эти структуры и связи, а просто тренирует участки сенсомоторной коры мозга на генерацию ритма покоя. Именно поэтому Барри Стерман интуитивно и сформировал свои правила: дискретный сигнал обратной связи, пауза после сигнала, фиксированный порог.

Для лучшего понимания этого нюанса могу привести такую аналогию из фитнесса: простому повышению уровня СМР соответствует изометрический режим или медленная силовая тренировка, а правильный СМР-тренинг, это существенно периодический режим: напрягся/расслабился, напрягся/расслабился и т.д.. Периоды напряжения сменяются периодами покоя. Насколько этого можно добиться установками на конкретном софте, это решать и проверять пользователю на практике. Вот таки дела.

Общие рекомендации

Попробую сформулировать общие рекомендации, без привязки к возможностям конкретного ПО:

Использовать фиксированные пороги.

Как пороги определять? Перед тренировочной сессией провести двухминутный базовый замер. Определить средние значения СМР, тета и высокое_бета (больше 25 Гц). Для тренировочной сессиии установить:
- порог СМР =1.2* базовый_СМР
- для порог тета = 0.8*базовый_тета
- порог высокоебета = 1.1*базовый_высокоебета
Условия для подкрепляющего сигнала: одновременное выполнение условий: текущий СМР больше порог_СМР, текущее тета меньше порог_тета, текущее высокое бета меньше порог_высокое_бета.

Условие для высокого бета вспомогательное и направлено на то, что бы СМР поднимался по честному, а не за счёт эффекта миографических артефактов.

Правильный порог должен давать примерно 15-20 сигналов в минуту. Это пожелание проф. Джоэла Любара.

Активный электрод можно располагать в точках : C3, Cz, C4 на выбор.
Использовать простой дискретный сигнал обратной связи: звук или картинка.

Сигнал должен быть длительностью 2 секунды. Никаких видео фильмов или музыкальных произведений.
Сессии должны быть организованы в 10 подходов, каждый длительностью 3 минуты с перерывами между ними.

Оговорюсь: это самые общие рекомендации для проведения одноканальный СМР тренинга. Вообще же необходимо до этого провести полноценное 19 канальное qEEG для выявления конкретных грубых аномалий, как по месту так и по диапазонам, для создания индивидуального протокола.

Обсуждение

Sergey

На досуге разобрался как такой протокол реализовать в Биоэксплорере, но мне непонятен один момент. Допустим наш СМР поднимается выше порогового значения, начинает звучать сигнал фидбэка, но затем СМР снова падает ниже порога. Должен ли при этом сигнал фидбэка продолжать звучать положенные 2 секунды, или же должен прекращаться сразу же после снижения уровня СМР ниже порогового? Т.е. 2 секунды - это просто максимальное время фидбэка, или же это константа, независящая от того, как уровень СМР изменяется за время фидбэка?

Алексей Б.

2 секунды это константа. То что после сигнала фидбэка упал уровень СМР это нормально, так и должно быть, так достигается веретенообразный профиль СМР. 2 секунды сигнал звучит в любом случае, мозг в это время "потребляет" заработанную награду.

Sergey

Еще вопрос: если после 2 секунд звучания фидбэка порог сразу же срабатывает снова, должен ли следующий сигнал фидбэка включаться сразу или же нужно выдержать еще какую-то паузу между сигналами?

Алексей Б.

Если по истечению 2 секунд сразу опять достигли порога, хотя на практике для СМР и порога в 120 процентов от базы это не очень часто, то да - сигнал обратной связи опять появляется в прежде режиме, и снова 2 секунды и т.д.