интегральная структура головного мозга контролирующая позу тонус и равновесие
Сенсорная интеграция: вестибулярная система
Мало кто из родителей задумывается над тем, что проблемы в развитии, поведении и эмоциональной сфере ребенка могут быть связаны с нарушением сенсорной интеграции. Например, при симптомах гиперактивности (СДВГ) окружающие сетуют на невоспитанность, при трудностях чтения, счета и письма педагоги называют ребенка ленивым, а при задержках речи каждый второй невролог советует «подождать», «отдать в садик — там разговорится».
К сожалению, не существует волшебной таблетки для решения всех проблем. Но мы можем попробовать разобраться в их причинах, чтобы понять, как помочь ребенку справиться и адаптироваться к окружающему миру.
Вестибулярная система
Я задумала сделать очень основательный цикл по сенсорной интеграции, буду рассказывать про различные виды анализаторов, их устройство и особенности работы, а также влияние на развитие детей. К сожалению, до сих пор многие педагоги под сенсорной интеграцией подразумевают насыщение в основном зрительной системы, а также мероприятия по типу посещения так называемой «сенсорной комнаты» (где мигают огоньки, стоят зеркала, фонтанчик, есть бассейн с шариками и тому подобное). На самом деле сенсорная интеграция подразумевает улучшение сенсорной обработки в первую очередь от вестибулярной, проприоцептивной, тактильной и слуховой систем (Томатис захватывает слуховую и немного вестибулярную).
Сегодня мы начнем беседу о вестибулярной системе, которая практически «праматерь» всех остальных видов чувствительности, поскольку мы рождаемся и умираем, находясь под постоянным воздействием силы тяжести. Исторически этот анализатор наиболее древний, и в онтогенезе вестибулярные ядра начинают работать примерно спустя 9 недель от момента зачатия. Плод уже чувствует движения тела матери, и его нервная система порождает адаптивный ответ (как правило, в виде движения или, наоборот, замирания).
Анатомия вестибулярной системы
Устройство вестибулярного анализатора гораздо сложнее и необычнее, чем зрительного или слухового. Он имеет связи практически со всеми видами чувствительности, а также двигательной системой, регуляцией работы внутренних органов, ретикулярной формацией, которая управляет уровнем бодрствования и сном, лимбической системой, которая «ведает» нашими эмоциями.
Модуляция
Обработка сенсорных сигналов имеет свойство модуляции, то есть усиление и фокусировку на слабых сигналах и, наоборот, «торможение» при очень сильных сигналах, чтобы мозг мог стабильно работать и защититься при переизбытке информации. У многих детей нарушена модуляция сенсорных сигналов в различных модальностях (в том числе и вестибулярной).
Вестибулярная система очень тесно связана с движением глаз и головы. Дети, у которых имеется соответствующая дисфункция, с трудом могут следить за движущимся предметом, плавно переводить взгляд из одной точки в другую. Им трудно играть в мяч, рисовать, читать и писать. Их взгляд как будто «дергается». Вестибулярная система координирует движения глаз и головы, обеспечивает устойчивость поля зрения. Для этого она заставляет глазодвигательные мышцы и мышцы шеи компенсировать мелкие движения головы и тела (благодаря этому нам не кажется, что предметы дрожат, когда мы движемся). Отдельные исследователи видят причины дислексии и дисграфии именно в отсутствии стабильности в связи «глаз-шея-голова».
Когда человек какое-то время покружился на месте, после остановки его глаза какое-то время продолжают бегать туда-сюда. Поэтому кажется, что все вокруг все еще вертится. Такое движение глаз называется постротаторный нистагм. Он возникает благодаря влиянию вестибулярной системы на рефлекторное сокращение глазодвигательных мышц. На сегодня измерение длительности постротаторного нистагма является самым простым и эффективным способом диагностики интегрированности вестибулярной системы. Существуют различные варианты вращательных проб. Например, тест Барани проводится следующим образом: пациент садится в кресло и наклоняет голову вперед на 30 градусов. За 20 сек производят 10 вращений (по часовой стрелке или против нее в зависимости от того, какую сторону анализатора исследуют). Потом резко останавливают кресло и просят открыть глаза. Отмечают длительность нистагма, его степень, амплитуду, частоту, характер чередования быстрой и медленной фаз и другие показатели. Сенсорные терапевты помещают ребенка на вращающуюся доску и делают свои измерения. В зависимости от подготовки и страны специалисты будут делать тест по-разному. Существует еще один метод диагностики вестибулярной системы, о котором я расскажу позже.
Исследования, проведенные в США, Австралии и Южной Америке, показали, что примерно у 50% детей, имеющих проблемы с речью и обучением, нистагм слишком короткий. Это говорит о том, что составляющие вестибулярной функции сильно влияют на способность к обучению.
Вестибулярные ядра посылают сигналы в спинной мозг, где, объединяясь с другими сигналами, указывают мышцам, как и когда сокращаться. Этот процесс полностью бессознательный. Таким образом создается мышечный тонус, особенно в мышцах, поддерживающих нас вертикально и выпрямляющих наше тело. Именно поэтому детям, имеющим вестибулярные нарушения, так сложно сидеть ровно: они вечно сутулятся, «растекаются» по стулу, не могут держать голову ровно.
Влияние вестибулярной системы на мышцы и тело в целом
Вестибулярная система непроизвольно (то есть без участия коры головного мозга) регулирует работу мыщц, их тонус, особенно это касается тех мышц, которые удерживают тело в вертикальном положении. При нарушении функционирования вестибулярной системы дети не могут ровно сидеть, удерживать голову – на это уходит очень много энергии, поэтому на познавательные функции ее остается крайне мало. Вспомните детей с СДВГ, которые либо «растекаются» по столу, либо постоянно ёрзают, не могут занять стабильное положение тела – вот это проявление вестибулярного дефицита.
Вестибулярные ядра и мозжечок также обрабатывают и проприоцептивную информацию от мышц и суставов. При нарушении такой сенсорной обработки ребенок будет спотыкаться, двигаться неуклюже, будет страдать опрятность, например, в еде, на письме, в бытовых вопросах. Такую общую моторную неловкость неврологи могут назвать диспраксией, но в нейропсихологическом смысле это именно нарушение сенсорной обработки, то, что происходит на «нижнем» этаже, под корой. Чарльз Ньокиктьен называет это мелокинетической диспраксией, то есть нарушением именно сенсомоторной интеграции. Вторично у детей может страдать эмоциональное состояние, ведь неуклюжесть дает субъективное ощущение неуспешности. Хуже формируется схема тела, образ «Я», пространственные представления, а значит, и познавательное развитие. Страдает нейродинамика: ребенок очень быстро истощается, поскольку тратит много энергии на обработку сигналов «под корой». Внимание и память при этом недостаточны.
Вместе со стволом вестибулярная система формирует постуральные реакции и обеспечивает сохранение равновесия. Существуют спонтанные мышечные сокращения, которые позволяют нам сохранять равновесие тела, поддерживают наши конечности для стабилизации позы и во время движений, придают движениям плавность. Есть три вида особых ответов такого рода:
Вестибулярная система и ретикулярная формация
Ретикулярная формация – это одна из областей мозга (центральная часть мозгового ствола), которая отвечает за уровень активации и возбуждения нервной системы. У древних животных центром сенсорной интеграции была именно ретикулярная формация (у людей это таламус, то есть более новое образование). Она синхронизировала работу всего мозга. Поэтому ретикулярная формация имеет нейронные связи со всей нервной системой. В свою очередь, вестибулярная система – наиболее древний анализатор, ведь для выживания животным необходимо хорошо двигаться и быть устойчивым в пространстве (часто это более важно, чем зрение и слух). Поэтому между ВС и РФ имеются очень тесные взаимосвязи. Вестибулярная система помогает сбалансировать уровень активации нервной системы, поэтому при вестибулярном дефиците у детей часто имеется повышенная истощаемость, дефицит внимания, эмоциональная неустойчивость, проблемы с засыпанием, склонность к перевозбуждению.
Направленные вестибулярные воздействия могут регулировать уровень активности нервной системы: при необходимости успокаивать или, наоборот, «включать». Например, очень заметно в работе с неговорящими детьми стимулирующее вестибулярное воздействие на речь: на качелях, балансире, прыгуне дети лучше повторяют за специалистом, появляются вокализации и так далее.
Диагностика вестибулярной системы: вращательные пробы (исследования постротаторного нистагма, проба Барани), нистагмография, ВМВП – вестибулярные миогенные вызванные потенциалы.
Грубые патологии ВС смотрят обычно неврологи, но исследования нарушения сенсорной интеграции не входят в их обязанности (скорее исключение, чем правило). Очень мало специалистов имеют подготовку в этой области.
Связи вестибулярной системы с нервными процессами.
ВС имеет огромное влияние на:
Как видно из сказанного выше, неадекватная работа ВС будет порождать множество проблем в развитии ребенка, это и аутоподобное поведение, нарушения развития речи, проблемы с пространственными представлениями, личностные трудности (неуверенность в себе, проблемы с личностными границами, тревожность), проблемы обучения в школе (дислексия, дисграфия, дискалькулия), нарушения внимания и гиперактивность и другие. Именно поэтому в занятия с данной категорией нарушений целесообразно включать упражнения на тренировку ВС. Я на своих занятиях использую методику BAL-A-VIS X c кинезиологическими мячиками и мешочками и различные балансиры. Ну и, конечно, Томатис также дает свой вклад в развитие ВС, а не только слуховой.
В следующей части мы рассмотрим типы вестибулярных дисфункций. Продолжение следует…
Запишитесь на консультацию нейропсихолога по телефону (812) 642-47-02 или заполните форму заявки на сайте.
Физиологические основы поддержания равновесия
Причиной головокружения в большинстве случаев служит нарушение согласованной деятельности различных сенсорных систем – вестибулярной, зрительной, проприоцептивной (информация о положении тела в пространстве, получаемая от рецепторов, расположенных главным образом в мышцах и сухожилиях). Кроме того, важной, а иногда и доминирующей причиной возникновения головокружения является дисфункция центральных структур, участвующих в поддержании равновесия тела, главным образом, ядер мозжечка.
Вестибулярная система
Вестибулярная система состоит из:
Правильная работа вестибулярной системы позволяет человеку четко ориентироваться в трехмерном пространстве, а именно:
Лабиринт располагается в каменистой части височной кости и включает:
Строение лабиринта
В каждой камере отолитового аппарата и в каждом полукружном канале имеется скопление рецепторных клеток – макула, которая покрыта желатинообразной массой – купулой. В отолитовом аппарате купула покрывает волосковые клетки наподобие подушки и содержит отложения кристаллов кальцита (отолиты), которые придают купуле дополнительный вес.
Отолитовый аппарат
В полукружных каналах желатинообразная масса не содержит отолитов и полностью перекрывает просвет канала.
Рецепторы вестибулярной системы представлены волосковыми клетками, которые несут на апикальной поверхности от 60 до 80 тонких выростов цитоплазмы (стереоцилий) и одну ресничку (киноцилию).
Восприятие положения тела относительно силы гравитации
При вертикальном положении головы макула утрикулуса располагается горизонтально. Когда голова наклоняется в сторону, утяжеленная отолитами желатинообразная мембрана под действием силы тяжести соскальзывает в сторону наклона. Это скольжение приводит к изгибанию стереоцилей волосковых клеток. Наклон стереоцилей сопровождается (в зависимости от направления) повышением или снижением частоты нервных импульсов в чувствительных нейронах вестибулярного ганглия. Макула саккулуса располагается вертикально и действует таким же образом.
Восприятие положения тела относительно силы гравитации
Восприятие линейных ускорений
При резком линейном ускорении тела купула саккулуса или утрикулуса за счет сил инерции смещается в направлении, противоположном направлению движения, что также приводит к изменению электрической активности рецепторов.
Восприятие углового ускорения
Три полукружных канала расположены в трех разных плоскостях. Каждый из трех каналов действует как замкнутая трубка, заполненная лимфой. В расширенной части канала его внутренняя стенка выстлана волосковыми клетками, а расположенная над ними купула полностью перекрывает просвет канала. При повороте головы полукружные каналы поворачиваются вместе с ней, а эндолимфа в силу своей инерции в первый момент остается на месте. В результате этого возникает разность давлений по обе сторону купулы, и она прогибается в направлении, противоположном движению. Это вызывает деформацию стереоцилий и последующее изменение активности нейронов.
Восприятие углового ускорения
При вращении головы только в горизонтальной, сагитальной или фронтальной плоскости активируются рецепторы одного из соответствующих каналов. При сложном вращении головы активируются рецепторы всех трех каналов. Информация от них поступает в головной мозг и на основе ее конвергенции и анализа модулируется истинная картина перемещения головы.
Центральный отдел вестибулярной системы
Аксоны чувствительных нейронов, тела которых располагаются в вестибулярном ганглии, следуют в продолговатый мозг и оканчиваются в четырех парных вестибулярных ядрах. Приходящие в эти ядра импульсы от рецепторов дают точную информацию о положении в пространстве исключительно головы (но не всего тела!), поскольку она может быть наклонена или повернута относительно туловища. Для восприятия положения тела в пространстве необходим также учет угла наклона и поворота головы относительно туловища, поэтому вестибулярные ядра получают дополнительные стимулы от проприорецепторов мышц шеи.
Ядра вестибулярного нерва и их связи
Далее от вестибулярных ядер афферентная импульсация направляется к нейронам специфических ядер таламуса, а отростки последних достигают постцентральной извилины коры больших полушарий головного мозга
Проприоцептивная система
Благодаря проприоцепции, мы ощущаем положение конечностей, движение и степень мышечного напряжения в них. Это дает человеку чувство “опоры”, т.е. осознание, что стопы опираются на какую-либо поверхность, удерживая вес тела. Рецепторный аппарат проприоцептивной чувствительности, расположен в мышцах, сухожилиях, фасциях, капсулах суставов, а также в коже.
Необходимо отметить, что важную роль в поддержании равновесия тела играют рецепторы глубокой чувствительности, расположенные не только в конечностях, но и в структурах шеи, главным образом, в глубоких мышцах. Информация, получаемая головным мозгом от этих рецепторов, необходима для пространственной ориентации человека, поддержании его позы, а также координинации движения головы и туловища.
Зрительная система
Эффективное поддержание равновесия требует четкого контроля со стороны зрительной системы (в соответствие с принципом обратной связи). При этом контроль над движениями мышц глазного яблока является чрезвычайно сложным процессом. Существует 3 основных системы контроля взора:
В пределах головного мозга эти системы контролируются определенными анатомическими зонами, которые являются в значительной степени изолированными, и обеспечивают две главные функции:
Система саккадических движений глазных яблок
Когда объект интереса появляется в периферии визуальной области, происходит быстрый поворот глазных яблок в его сторону, так, что изображение объекта проецируется на сетчатку в области желтого пятна. Тот же самый двигательный ответ глазных яблок может быть вызван внезапным звуком или болезненным стимулом. Такое быстрое движение глаз называется саккадическим, от французского слова, означающего резкое движение парусника при ветре или дергание головы лошади от потягивания узды. В целом, система саккадических движений глазных яблок обеспечивает обнаружение зрительной цели и выведение ее на наиболее чувствительную часть сетчатой оболочки. Саккады возникают, например, в процессе чтения, при этом глаза человека обычно совершают несколько саккадических движений на каждой строке. Кроме того, они появляются, когда человек рассматривает какой-либо объект (картину, скульптуру и пр.), но в этом случае саккады совершаются в разных направлениях (вверх, вниз, в стороны и под углом) последовательно от одной точки объекта к другой.
Классическое изображение, описывающее саккадические движение глазных яблок
при рассматривании объекта
Система плавных (следящих) движений глазных яблок
Когда объект рассматривания перемещается, саккадическая система может первоначально зафиксировать его, но скоро теряет, поскольку изображение ускользает из области желтого пятна (сетчатое скольжение). Плавные (следящие) движения глаз необходимы для длительной фиксации движущегося объекта и слежения за ним. После того как визуальная цель выбрана, система работает вне волевого контроля.
Схематическое изображение функционирования системы
плавных (следящих) движений глаз
Вестибуло-окулярная система
В то время как система следящих движений глазных яблок фиксирует изображение перемещающегося объекта рассматривания на желтом пятне, существует другая система, которая позволяет стабилизировать изображение неподвижного объекта рассматривания на сетчатке во время движения головы. Это основная функция вестибуло-окулярной системы. Благодаря ее наличию у человека во время движения на транспорте по неровной дороге или ходьбе не возникает проблем с четким рассматриванием отдаленного объекта. В том случае, когда по какой-либо причине вестибуло-окулярная система не работает возникает феномен, называющийся “осциллопсия” – “дергание” визуальной картинки при движении.
Мозжечок
Основная функция мозжечка заключается в получении информации о положении тела в пространстве от всех органов чувств и регуляции на ее основе мышечного тонуса и движений для поддержания равновесия и выполнения точных действий.
Для больных с повреждением мозжечка характерна астазия-абазия – нарушение способности к сохранению равновесия тела при стоянии и ходьбе. Больные ходят, широко расставив ноги – так называемая туловищная атаксия (“пьяная походка”).
Ходьба на пятках и носках невозможна. Атаксия в данном случае развивается вследствие неспособности головного мозга координировать деятельность мышц в процессе преодоления силы тяжести. Также выявляются глазодвигательные расстройства. Они проявляются нарушением фиксации взора на неподвижных или двигающихся объектах, в результате чего возникают рывковые движения глаз при слежении. Также характерен вертикальный нистагм, бьющий вверх или вниз.
Вертикальный нистагм при повреждении мозжечка.
Интегральная структура головного мозга контролирующая позу тонус и равновесие
Центральные отростки биполярных нейронов, соединяясь, образуют преддверную часть преддверно-улиткового нерва, который во внутреннем слуховом проходе соединяется со слуховой частью и образует преддверно-улитковый нерв, имеющий общую соединительнотканную оболочку. Восходящие волокна преддверной части преддверно-улиткового нерва сходятся после проникновения в продолговатый мозг.
Вторичный преддверный путь соединяется со спинным мозгом с помощью преддверно-спинномозгового пути. Волокна этого пути оканчиваются на промежуточных нейронах спинного мозга и активируют а- и у-мотонейроны мышц-разгибателей. Следовательно, они являются антагонистами пирамидного пути и участвуют главным образом в подавлении активности мышц-сгибателей и активации мышц-разгибателей. Они образуют часть филогенетически древней антигравитационной системы, которая участвует в поддержании равновесия тела.
Связь органа равновесия с корой головного мозга осуществляется через таламус. При стимуляции преддверия импульсы проецируются в небольшую зону в вентральной части постцентральной соматосенсорной области, расположенной вблизи зрительной зоны. Эта область представляет собой первичную вестибулярную кору.
P.S. Связи между вестибулярными центрами, центрами глазодвигательных и шейных мышц и мозжечком образуют морфологическую основу чрезвычайно точной координации трех функциональных систем. Такая координация позволяет фиксировать взгляд на предмете, даже если голова при этом движется. Синхронизация движения глазодвигательных и шейных мышц контролируется вестибулярным аппаратом через у-мотонейроны.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Интегральная структура головного мозга контролирующая позу тонус и равновесие
199155, Санкт-Петербург,
ул. Одоевского, д.28
Нарушение координации произвольных движений называется атаксия (от греческого taxis – порядок, a – отрицательная частица). Другими словами, атаксия – это отсутствие порядка в движениях, проявляющееся нарушением точности, плавности, соразмерности, ритмичности, скорости и амплитуды движений. Атаксия возникает при несогласованном действии мышц агонистов, антагонистов, синергистов.
Любое, даже очень простое действие осуществляется за счёт того, что последовательно включаются и расслабляются различные мышцы. Сбой влечёт за собой раскоординированность действий.
Координация произвольных движений и функция равновесия обеспечивается слаженной работой различных структур нервной системы: мозжечка, проводящих путей, вестибулярного анализатора, коры головного мозга, рецепторов глубокой чувствительности.
Мозжечковая атаксия бывает двух видов: статико-локомоторная (расстройство стояния и ходьбы) и динамическая (нарушение координированных движений конечностей).
Возникает при следующих заболеваниях:
Из всех видов атаксии вестибулярная наиболее тяжело переносится пациентами. Чаще всего повреждение возникает с одной стороны.
Причины возникновения вестибулярной атаксии:
Ещё одно состояние, при котором развиваются вестибулярные приступы – это доброкачественное пароксизмальное позиционное головокружение. Эпизод вертиго возникает в положении лёжа при повороте с боку на бок, или при наклоне головы вперёд (например, при обувании). Приступы кратковременные, длятся несколько секунд, иногда минуты. Чаще всего болеют люди пожилого возраста, т.к. у них развивается склероз отолитового аппарата лабиринта внутреннего уха, осколки отолитов (кристаллики) отрываются и при изменении положения головы перемещаются, раздражая рецепторы и вызывая приступ головокружения.
Повышенная возбудимость вестибулярного анализатора бывает и у здоровых людей. Наиболее часто это проявляется укачиванием. Укачивание (морская болезнь) – это ощущение тошноты, головокружения, бледность лица, головная боль, помрачение или потеря сознания при монотонных колебаниях (поездки в автомобиле, самолёте, морские путешествия, отсюда и название – морская болезнь). Укачиванием в разной степени страдают 30% людей, чаще женщины и дети. Причиной укачивания является плохая тренированность вестибулярного аппарата. Провоцирующие факторы: повышенная или пониженная температура, духота, резкие запахи (например, когда накурено), утомление, невысыпание, стрессы (в т.ч. страх полётов), алкоголь, беременность.
Об укачивании было известно ещё в древности. Гиппократ и Гален выделили это состояние в особую нозологическую единицу. Однако изучаться эта проблема стала в связи с развитием авиации. В большинстве случаев лётчики, которые в начале болели воздушной болезнью, с годами излечивались от неё благодаря постоянной тренировке вестибулярного аппарата. Наряду с пассивной тренировкой (вращением и качанием на качелях), применялись упражнения, воздействующие на полукружные каналы (все виды вращений) и на отолитовый аппарат (все упражнения с прямолинейным движением, ускорениями и замедлениями, прыжки, бег и др.), а также упражнения на ориентирование в пространстве, равновесие и координацию. Функциональная устойчивость вестибулярного анализатора приобреталась особенно быстро при активном методе тренировки, т.е. при занятии различными видами спорта.
Профилактикой развития вестибулярных нарушений является своевременное и правильное лечение простудных заболеваний, в первую очередь отитов. Если вестибулярные нарушения развиваются вследствие опухоли, требуется консультация нейрохирурга о возможности оперативного лечения.
В нашей клинике пациентам с вестибулярными нарушениями мы проводим тренировки вестибулярного аппарата, в том числе, стабилометрию с БОС, лечебную физкультуру с применением неустойчивых платформ разной степени сложности, транслинвгальную нейростимуляцию (ТЛНС), подбираем медикаментозное лечение.