Nuo XX amžiaus pradžios mokslininkai manė, kad judesius dešinėje ir kairėje kūno pusėse valdo priešingas smegenų pusrutulis, o ranka atsirado dėl to, kad dominuojanti pusė geriau kontroliuoja judesius.
Tačiau beveik prieš 30 metų Penn State mokslininkas pasiūlė papildomą dominavimo hipotezę – idėją, kad abu smegenų pusrutuliai prisideda prie skirtingų judėjimo abiejose kūno pusėse aspektų. Dabar tie dešimtmečius trukęs darbas, įskaitant nepriklausomus kitų mokslininkų tyrimus, informuoja apie klinikinius tyrimus, siekiant išbandyti naujas intervencijas žmonėms, patyrusiems insultą.
Robertas Sainburgas, Dorothy F. ir J. Lloydas Huckas, Penn State Kineziologijos ir neurologijos katedra, ir jo komanda apžvelgė esamą mokslinių tyrimų literatūrą – nuo pagrindinių mokslo eksperimentų daugiau nei prieš 20 metų iki naujausių intervencinių tyrimų su insultu patyrusiems pacientams.
Apskritai mokslininkai teigė, kad papildomas dominavimas padėjo geriau suprasti, kaip veikia smegenys, ir paskatino kurti naujus gydymo būdus žmonėms, patyrusiems insultą. Jie paskelbė savo apžvalgą Fiziologijos žurnalas.
„Maždaug 50–70% žmonių, patyrusių insultą, išgyvena, tačiau daugelis išgyvenusiųjų turi ilgalaikę negalią”, – sakė Sainburgas. „Tai reiškia, kad vien Jungtinėse Valstijose kasmet yra šimtai tūkstančių žmonių, kurie galėtų gauti tiesioginės naudos iš šio tyrimo ir kitų tyrimų, gerinančių insultą išgyvenusių žmonių reabilitaciją.
Insultas ištinka, kai dėl kraujagyslių užsikimšimo ar plyšimo sutrinka smegenų kraujotaka. Insultas gali pažeisti smegenų dalis, kurios kontroliuoja judėjimą, ir sutrikdyti smegenų ir raumenų ryšį.
Pasak mokslininkų, daugelis įrodymų, patvirtinančių kairiojo ar dešiniojo smegenų dominavimą, gaunami tiriant insultus. Jei kas nors patyrė didelį insultą vienos smegenų pusės judesio centre, kitoje kūno pusėje paprastai atsiranda didelių kontrolės problemų ir ji gali susilpnėti arba būti paralyžiuota.
Toje pačioje kūno pusėje gali pasireikšti silpnumas ar kitos problemos, tačiau anksčiau buvo prielaida, kad ta pati kūno pusė nebuvo paveikta.
Pasak Sainburgo, ši prielaida reiškė, kad standartinis insulto pacientų fizinės reabilitacijos kursas buvo pagerinti tos kūno pusės, kurią labiausiai paveikė insultas, funkciją.
Kai ta pusė tapo kuo pajėgesnė, žmonės buvo mokomi prarastas funkcijas kompensuoti mažiau pažeista kūno puse. Tačiau Sainburgo ir kitų atlikti tyrimai parodė, kad reikšmingas insultas gali paveikti abi kūno puses.
„Kai aš pradėjau šį darbą 1990-aisiais, kolegos tiesiogine prasme man pasakė, kad mečiau savo karjerą, siekdamas šios idėjos“, – sakė Sainburgas.
„Jų nuomone, buvo nusistovėjęs mokslas, kad kiekvieną kūno pusę valdo priešingas smegenų pusrutulis. Šiandien neurologai ir gydytojai, dirbantys su insulto pacientais, sparčiai pripažįsta, kad abi smegenų pusės turi įtakos judėjimui abiejose smegenų pusėse. Šiuo metu mūsų tyrimai tiria visas šių žinių klinikines pasekmes.
Nepaisant pradinių dvejonių šioje srityje, per pastaruosius penkerius metus Sainburgas ir jo bendraautoriai pastebėjo, kad šios idėjos buvo pradėtos taikyti plačiau. Daugelis laboratorijų dabar paskelbė straipsnių, kuriuose aprašomi ipsilezinės arba vadinamosios „gerosios“ rankos trūkumai po insulto. Kai kuriuose iš šių tyrimų taip pat buvo nagrinėjama, kaip atkurti šiuos trūkumus.
Dabar komanda analizuoja duomenis iš didelio masto klinikinio tyrimo, kurį jie atliko 2018–2024 m., ir tikrina gydymo metodų, pagrįstų jų pirminiais tyrimais, veiksmingumą žmonėms, patyrusiems insultą viename smegenų pusrutulyje. Pasak mokslininkų, preliminarūs rezultatai yra daug žadantys.
Kiekvieno pusrutulio svarbos supratimas
Maždaug prieš 20 metų, kol papildomos dominavimo hipotezės, iš pradžių vadinamos dinaminio dominavimo hipoteze, buvo plačiau suprantamos ir priimtos, Sainburgas ir jo bendradarbiai naudojo neuromokslų ir biomechanikos metodus, kad ištirtų smegenų ir kūno ryšį.
„Man atrodė absurdiška mintis, kad sveikose smegenyse yra „geroji“ ir „blogoji“ pusė, o ne dvi pusės, darančios skirtingus dalykus“, – sakė Sainburgas.
„Mes žinome, kad kalbant, kairė smegenų pusė tvarko sintaksę ir žodžių pasirinkimą, o dešinioji smegenų pusė apdoroja intonaciją emocinei išraiškai. Manėme, kad kažkas panašaus turi įvykti judesyje.”
Sainburgas ir jo kolegos ištyrė, ar žmogaus nedominuojanti ranka ir plaštaka geriau atlieka kai kurias užduotis ar užduočių elementus nei dominuojanti ranka.
Jų tyrimai parodė, kad dominuojantis smegenų pusrutulis – dešiniarankių kairysis pusrutulis – geriau atlieka sklandžius, tikslius ir efektyvius galūnių judesius.
Jų tyrimai taip pat parodė, kad nedominuojantis dešinysis smegenų pusrutulis geriau stabilizavo kairę ranką nenuspėjamose situacijose, pavyzdžiui, jei žmogus stumiamas be įspėjimo.
Pagrindinė hipotezė yra mintis, kad abi rankos pasiekia abi smegenų puses. Abi pusės naudoja tas pačias valdymo sistemas, tačiau kiekviena pusė labiau priklauso nuo priešingos pusės smegenų pusrutulio – to, kuris labiau susijęs su tos galūnės valdymu, – specializacija.
Sainburgas sakė, kad dešimtys tyrinėtojų grupių visame pasaulyje nepriklausomai įvertino nervinį rankos pagrindą, prisidėdami prie šių išvadų ir papildydami supratimą, kaip abu smegenų pusrutuliai veikia abi kūno puses.
„Šis darbas suteikė tvirtų lateralizacijos įrodymų – supratimo, kad kiekvienas pusrutulis gali unikaliai kontroliuoti konkrečius judėjimo aspektus“, – sakė Nikas Kitchenas, Penn State kineziologijos mokslų daktaras ir vienas iš šio leidinio autorių. „Tai reiškia, kad žmonės, patyrę insultą vienoje smegenų pusėje, gali prarasti kontrolę abiejose savo kūno pusėse.
Tada Sainburgas ir jo bendradarbiai ištyrė mažiau pažeistos rankos trūkumus po insulto. Jie nustatė, kad žmonės, patyrę insultą vienoje smegenų pusėje, turėjo skirtingą judėjimo trūkumą mažiau pažeistoje rankoje, priklausomai nuo to, kuris smegenų pusrutulis buvo paveiktas.
Kai žmonės, patyrę insultą kairiajame pusrutulyje, bandė pasiekti daiktus kairiąja ranka, pradinė jų judėjimo kryptis buvo ne tokia tiksli, nei būtų tiems, kurie nebuvo patyrę insulto.
Kai žmonės, patyrę insultą dešiniajame pusrutulyje, bandė pasiekti objektą dešine ranka, jie buvo ne tokie tikslūs sustabdydami ranką tinkamoje vietoje.
„Šis tyrimas ir panašūs tyrimai parodė trūkumus, kurie gali atsirasti mažiau pažeistoje kūno pusėje po insulto”, – sakė Kitchenas.
„Šis mechaninis požiūris – nuo pagrindinio mokslo iki tikrų pacientų, turinčių smegenų pažeidimų, tyrimų – reikalingas norint visapusiškai suprasti šiuos judėjimo trūkumus ir pagerinti insultą išgyvenusių žmonių reabilitaciją.
Remti žmones, išgyvenusius insultą
Kai mokslininkai patvirtino, kad insultas bet kuriame pusrutulyje gali paveikti abi kūno puses, jie pradėjo kurti galimas reabilitacijos praktikas mažiau pažeistoms insulto aukų rankoms.
2020 m. bandomajame tyrime, kuris buvo didesnio masto klinikinio tyrimo, kurį šiuo metu baigia mokslininkai, koncepcijos įrodymas, Sainburgas ir jo komanda paprašė žmonių, patyrusių insultą kairiajame smegenų pusrutulyje, žaisti virtualų oro ritulio žaidimą su savo kairę ranką, kad būtų atkurtas jų kryptingo judėjimo tikslumas.
Žmonės, patyrę insultą dešiniajame smegenų pusrutulyje, dešine ranka žaidė labirinto sekimo žaidimą, siekdami atkurti savo rankos tikslo tikslumą.
Po trijų savaičių treniruočių žmonės 19 % greičiau atliko Jebsen-Taylor rankų funkcijos testą – įprastą testą, skirtą išgyvenusių insultą rankų miklumui įvertinti. Rezultatai taip pat parodė, kad pacientai išlaikė naudą po šešių savaičių.
„Insultas yra didžiulė visuomenės sveikatos našta“, – sakė Brooke Dexheimer, kuri 2022 m. įgijo daktaro laipsnį Penn State ir buvo viena iš apžvalgos darbų autorės. Dabar ji yra Virdžinijos Sandraugos universiteto ergoterapijos docentė.
„Tai viena iš pagrindinių ilgalaikės negalios priežasčių, ir daugelis žmonių niekada iki galo neatsigauna. Tokie tyrimai yra kitas žingsnis tobulinant reabilitacijos po insulto pritaikymą. Daugelio iš mūsų pagrindinis tikslas šioje srityje yra padėti pagerinti neurologinių sužalojimų gydymą ir paskatinti žmones vėl daryti prasmingus dalykus, kurių jiems reikia ir jie nori daryti kasdieniame gyvenime.