CC BY
0УДК 612.821.3
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОВОРОТА ГОЛОВЫ НА РАБОТУ СИСТЕМЫ ЗЕРКАЛЬНЫХ НЕЙРОНОВ
DOI 10.24412/CL-37228-2024-99-101
А. А. Рагимова1,3, М. И. Саламатин1, К. Ньето-Доваль1, А. А. Батов1,2, О. И. Шевцов1, А. О. Вязминa1, М. Феуррa1
Щациональный исследовательский университет
«Высшая школа экономики», Россия, Москва 2ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России
(Сеченовский Университет), г. Москва, Россия 3Научный центр неврологии, Россия, Москва E-mail: mihail.salamatin@gmail.com
Аннотация. Исследование направлено на изучение влияние напряжения мышц шеи и положения головы на активацию системы зеркальных нейронов при наблюдении за движениями рук. В рамках эксперимента участники просматривали видеоклипы движений мизинца и указательного пальца, в то время как проводилась транскраниальная магнитная стимуляция. Результаты подчеркивают значительное взаимодействие между движением пальцев на видео и активацией целевых мышц или ингибированием нецелых мышц, а также на потенциальное влияние положения головы на возбудимость моторной коры.
Ключевые слова: зеркальные нейроны; наблюдение за действиями; транскраниальная магнитная стимуляция; положение головы; возбудимость моторной коры; первичная моторная кора; реабилитация.
Актуальность данного исследования обусловлена значительным вкладом системы зеркальных нейронов (СЗН) в понимание социальных взаимодействий и эмпатии, а также в реабилитацию после моторных нарушений [4; 6]. СЗН играет ключевую роль в имитации действий и развитии языка, что подчеркивается в исследованиях [2; 4]. Возбуждение кортико-спинального тракта зависит от положения головы и напряжения мышц шеи, моторные вызванные потенциалы (МВП) при повороте головы, собранные на здоровой выборке, были близки к МВП больных цервикальной дистонией [5]. Функционирование мышц шеи и положение тела как факторы, влияющие на работу СЗН, мало изучены. В данном уникальном исследовании изучаются изменения в работе СЗН, выра-
жаемой в активации мышц во время наблюдения за действиями в зависимости от напряжения мышц шеи и поворота головы.
Участники просматривали видеоклипы, изображающие движения мизинца и указательного пальца, а также статичные положения руки при прямом и повёрнутом положении головы, в то время как транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) применялась через различные временные интервалы [1].
Многомерные пост-хок тесты выявили значительные взаимодействия между типом движения и целевой мышцей, подтверждая сильную активацию первой дорсальной межкостной мышцы (FDI) во время движения указательного пальца в отличие от её тормозного эффекта при наблюдении за движением мизинца (p = 0,01) и при статическом положении руки (p < 0,001). Кроме того, активность мышцы, отводящей мизинец (ADM), значительно увеличивается при наблюдении за статичной рукой и движением мизинца, но снижается при движении указательного пальца (p = 0,026), что свидетельствует о том, что СЗН участвует не только в активации целевых мышц, но и в ингибировании мышц, не задействованных в наблюдаемом движении. Интересно, что значимых различий в активации СЗН при различных положениях шеи и поворотах головы не обнаружено, однако наблюдается тенденция к увеличению МВП при повороте головы (p = 0,24), что предполагает потенциальное влияние положения головы и напряжения шеи на возбудимость моторной коры.
Эти результаты проливают свет на сложные механизмы, лежащие в основе наблюдения за действиями, и имеют значение для моторного познания и реабилитации [3]. Будущие исследования необходимы для дальнейшего понимания факторов, влияющих на активацию зеркальных нейронов, и того, как они формируют двигательные реакции, тем самым улучшая методы реабилитации.
Исследование было проведено с использованием Уникальной научной установки НИУ ВШЭ «Автоматизированная система неин-вазивной стимуляции мозга с возможностью синхронной регистрации биотоков мозга и отслеживания глазодвижения».
Список литературы
1. Ньето-Доваль К., Рагимова А. А., Феурра М. Влияние зрительного предъявления движений пальцев руки на моторный ответ, вызванный транскраниальной магнитной стимуляцией. Эффект,
связанный с возможной реакцией системы зеркальных нейронов // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. — 2023. — Т. 73. — № 3. — С. 334-347.
2. Bianco G., Feurra M., Fadiga L., Rossi A. & Rossi S. Bi-hemispher-ic effects on corticospinal excitability induced by repeated sessions of imagery versus observation of actions // Restorative Neurology and Neuroscience. — 2012. — No 30 (6). — P. 481-489.
3. Feurra M., Blagovechtchenski E., Nikulin V. V., Nazarova M., Leb-edeva A., Pozdeeva D., Yurevich M. & Rossi S. State-Dependent Effects of Transcranial Oscillatory Currents on the Motor System during Action Observation // Scientific Reports. — 2019. — No 9 (1).
4. Iacoboni M. Imitation, empathy, and mirror neurons // Annual Review of Psychology. — 2009. — No 60 (1). — P. 653-670.
5. Popa T., Hubsch C., James P., Richard A., Russo M., Pradeep S., Krishan S., Roze E., Meunier S., Kishore A. Abnormal cerebellar processing of the neck proprioceptive information drives dysfunctions in cervical dystonia // Sci Rep. — 2018 Feb. — V. 2. — No 8 (1). — P. 2263.
6. Rossini P. M., Barker A. T., Berardelli A., Caramia M. D., Caruso, G., Cracco R. Q., Dimitrijevic M. R., Hallett M., Katayama Y. & Lucking C. H. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord and roots: basic principles and procedures for routine clinical application. Report of an IFCN committee // Electroencephalography and clinical neurophysiology, — 1994. — No 91 (2). — P 79-92.
STUDYING THE EFFECT OF HEAD ROTATION ON THE FUNCTIONING OF THE MIRROR NEURON SYSTEM
Abstract. The study investigates the effect of neck muscle tension and head position on the activation of the mirror neuron system when observing hand movements. As part of the experiment, participants watched video clips of the movements of the little finger and index finger, while transcranial magnetic stimulation was performed. The results highlight the significant interaction between finger movement in the video and activation of target muscles or inhibition of non-target muscles, as well as the potential effect of head position on motor cortex excitability.
Key words: mirror neurons; observation of actions; transcranial magnetic stimulation; head position; excitability of the motor cortex; primary motor cortex; rehabilitation.
