1. No category

POMEN PLASTIČNOSTI MOŽGANOV
PRI OKREVANJU PO PERINATALNI
MOŽGANSKI OKVARI
Andreja Osterc Koprivšek
Klinika za pediatrijo UKC Maribor
XXIV. srečanje pediatrov
11. do 12. april 2014
Vsebina
• Uvod
• Vrste razvojnih nepravilnosti in okvar glede na čas
nastanka
• Vpliv različnih dejavnikov na plastičnost
• Kompenzacija in reorganizacija različnih
funkcionalnih živčnih sistemov
• Plastičnost in nevrorehabilitacija
• Smernice za prihodnost
2
Uvod
• Teorija plastičnosti (W. James; Principles of psychology; 1890)
• lastnost strukture, ki je dovolj šibka in dovzetna za vplive, vendar tudi
dovolj močna, da se tem vplivom ubrani, a ne vsem hkrati
• Živčevje sestavljeno iz individualnih enot-nevronov,
medsebojno povezanih s sinapsami (R. Y. Cajal, C. Sherrington)
• nevrobiološki dokaz za poti v živčevju, ki so sposobne plastičnosti
• Princip Kennardove (M. Kennard, 1930-1940)
• enostranske okvare motorične skorje v zgodnjem razvoju imajo boljši izid
• pri okvarah funkcionalno že specializiranih področij je izid enak
• Vpliv okoljske stimulacije (D. Hebb, 1949; M. Rosenzweig in
sod., 1978)
• izboljšane kognitivne lastnosti in anatomske spremembe v možganski
skorji, hipokampusu
3
Uvod
• Prenatalni in perinatalni razvoj motoričnega korteksa (I.
Kostović, 1986)
• mednarodni raziskovalni projekt Developmental reorganisation of the
human cerebrum during perinatal and postnatal period (povabilo
mariborskim zdravnikom)
• na področju perinatologije premiki v razlagah vzrokov in oblik možganskih
okvar glede na čas nastanka in možnosti strukturne reorganizacije
• raziskave mariborskih pediatrov: potrditev hipoteze o najintenzivnejši
plastičnosti možganov v skupini nedonošenčkov < 28 TG
4
Uvod
regeneracija in kompenzatorna plastičnost
5
Uvod
Vir: Reyst H. Rainbow rehabilitation centers.
6
Uvod
• Možganska plastičnost
• univerzalna, dinamična lastnost centralnega živčevja, ki
s preoblikovanjem svoje funkcije, strukture in
nevronskih povezav odgovori na ekstrinzične in
intrinzične dejavnike
• Spremembe na nivoju
•
•
•
•
molekul
celic
nevrotransmiterjev
nevronskih mrež
7
Uvod
• Okrepljeni mehanizmi plastičnosti v zgodnjem
razvoju
• Plastičnost omogočajo procesi
• nevrogeneza
• apoptoza
• sinaptogeneza
• Hiperprodukcija nevronov v 2. trimesečju
• Manjša funkcionalna prilagojenost
• manjša specializiranost sinaptičnih povezav
• zgodnja plastičnost ↔ zgodnja ranljivost
8
Uvod
O'Connell ME. Progress and Possibilities. The National Academies Press; 2009.
9
Uvod
Brstenje aksonov
Ob rojstvu 2500
sinaps/akson
Starost 2-3 leta
15000 sinaps/akson
10
Uvod
• Povezava nevroznanosti in nevrorehabilitacije
• Neinvazivne slikovne in nevrofiziološke tehnike
•
•
•
•
•
•
•
UZ glave
MRI “zlati standard“
DTI
fMRI
TMS
EP
MEG
11
Vrste razvojnih nepravilnosti in okvar
• Ranljivost perinatalnega obdobja
• Vpliv različnih patogenetskih dejavnikov
•
•
•
•
•
•
•
genetski
infekcijski
vnetni
hipoksija
duševni in telesni stres matere
zdravila
strupene snovi
• Glede na čas nastanka različne klinične in
nevropatološke slike
12
Vrste razvojnih nepravilnosti in okvar
1. in 2.
trimesečje
3. trimesečje
• Razvojne nepravilnosti
• Kortikalna nevrogeneza
• Genetski vzroki
• Poškodbe bele/sive možganovine
• Rast aksonov in dendritov,
sinaptogeneza, mielinizacija
• Pridobljeni vzroki: motnje perfuzije,
okužbe
13
Vrste razvojnih nepravilnosti in okvar
Prvo in drugo trimesečje (razvojne nepravilnosti)
Anencefalija
Motnje proliferacije
prava mikrocefalija
hemimegalencefalija
kortikalna displazija
Motnje migracije
lizencefalija
pahigirija
heterotopije
Motnje organizacije
shizencefalija
polimikrogirija (do 30. tedna gestacije)
hidranencefalija
Povzeto po Barkovichu in sod. Neurology; 2001.
14
Vrste razvojnih nepravilnosti in okvar
Tretje trimesečje (poškodbe)
Zgodnje/srednje tretje trimesečje (poškodbe bele možganovine)
intrakranialna krvavitev
periventrikularni infarkt
periventrikularna levkomalacija
{multicistična encefalomalacija}
{trombembolične poškodbe}
Pozno tretje trimesečje (poškodbe sive možganovine)
poškodbe bazalnih ganglijev/talamusa +/-
kortiko-subkortikalne poškodbe centralne regije
poškodbe parasagitalnega področja
multicistična encefalomalacija
trombembolične poškodbe
15
Povzeto po Barkovichu in sod. Neurology; 2001.
Vpliv različnih dejavnikov na plastičnost
16
Kompenzacija in reorganizacija živčnih
sistemov
• ”Kritična” oz. ranljiva obdobja - zagoni normalnega
razvoja možganov
• Okvara v ranljivem obdobju
• razvoj prekinjen
• razvoj upočasnjen
• neučinkovitost novih povezav
• Klinične slike ob možganski okvari sestavljene
• Večina študij usmerjenih v enostranske okvare
17
Kompenzacija in reorganizacija živčnih
sistemov – motorični sistem
• Rast kortikospinalnih aksonov iz M1 v kortikofugalni
smeri do α-motonevronov
• Bilateralne povezave iz vsake hemisfere
• Prevlada nasprotnostranskih povezav
• Prehoden obstoj istostranskih povezav kot osnova za
reorganizacijo po okvari
• Vzorec poškodb
• PVL
• kortiko-subkortikalni infarkt a. cerebri medije
18
Kompenzacija in reorganizacija živčnih
sistemov – somatosenzorični sistem
• Rast talamokortikalnih aferentnih aksonov do S1 v 3.
trimesečju
• Nastale povezave obvijejo tudi obsežne PVL
• Alternativni hipotezi nastanka povezav ob okvari
• prekinitev že obstoječih aksonov, preusmeritev njihove
rasti
• učinek mase
• Vzorec poškodb
• PVL
• kortiko-subkortikalni infarkt a. cerebri medije
19
Vir: Staudt M. in sod. Journal of anatomy; 2010.
20
Vir: Staudt M. in sod. Journal of anatomy; 2010.
21
Kompenzacija in reorganizacija živčnih
sistemov – govor
• Leva hemisfera predominantna za govor
• Ob obsežni poškodbi govor v homotopičnih regijah
desne hemisfere
• Obsežne poškodbe bele in sive
možganovine→normalen govor
• Delni izpad primarnih desnohemisfernih funkcij
(vidnoprostorska koordinacija)
22
Vir: Staudt M. in sod. Journal of anatomy; 2010.
23
Kompenzacija in reorganizacija živčnih
sistemov – vidni sistem
• Reorganizacija vida po zgodnji možganski okvari
najmanj raziskana
• Dva možna tipa reorganizacije
• poškodba optične radiacije→talamokortikalne povezave
obvijejo okvaro
• Poškodba primarne vidne skorje→razširitev nevronskih
povezav mrežnice z ekstrastriatalnimi vidnimi strukturami
• Vzorec poškodb
• PVL
• Možnosti reorganizacije v primerjavi z ostalimi
sistemi omejene
24
Vir: Cioni G. in sod. Progress in Brain Research; 2011.
25
Kompenzacija in reorganizacija živčnih
sistemov – kognitivne funkcije
• Kognitivni razvoj odvisen od funkcijske učinkovitosti
posebnih možganskih struktur
• Okvara teh struktur v kritičnem obdobju kognitivnega
razvoja→reorganizacija ni možna
• Negativen vpliv večji pri zgodnejši možganski okvari,
pri subkortikalni okvari
26
Plastičnost in nevrorehabilitacija
• Koncept okoljske stimulacije
• Iskanje ključnih vedenjskih in živčnih signalov, ki so
potrebni za razvoj individualiziranih terapevtskih
ukrepov
• Terapevtsko okno
• izvajanje terapevtskih ukrepov v točno določenem času
za optimalno okrevanje
27
Plastičnost in nevrorehabilitacija
• Ustrezno izvajani ukrepi pri otrocih po možganski
okvari
• stimulacija intrinzičnih mehanizmov
plastičnosti→izboljšano okrevanje
• izboljšana motorična kontrola
• povečana sposobnost učenja novih motoričnih veščin
• Izvajanje ukrepov pri otrocih s tveganim nevrološkim
razvojem prilagojeno starosti
• aktivne oblike ne pred 40. do 44. TG, oponašanje
intrauterinega okolja
28
29
Plastičnost in nevrorehabilitacija
• Zgodnji terapevtski ukrepi pri novorojenčkih z
nevrološkim tveganjem
• Celostna individualizirana razvojna obravnava
novorojenčka (ang. NIDCAP)
• masažna terapija novorojenčka
30
Zaključek – smernice za prihodnost
• Edinstvena sposobnost
reorganizacije
• Razumevanje mehanizmov
plastičnosti in časovni vpliv nanje
ostajata omejena
• Raziskave na obojestranskih
okvarah
• Prenos modernih nevroslikovnih
in nevrofizioloških preiskav na
fetuse in novorojenčke
• Kateri individualizirani terapevtski
ukrepi, v kakšnem obsegu in kdaj
za dosego najugodnejšega
funkcionalnega izida
31