Type 1 Chiari malformation and cognitive impairment: focus on the cerebellum

Full Text

Мальформация Киари 1 типа (МК 1) представляет собой каудальное смещение мозжечка и ствола мозга через большое затылочное отверстие (БЗО). МК 1 может быть самостоятельной нозологической формой или сочетаться с полостью в спинном мозге – сирингомиелией в 50–70% случаев [1].

По данным многочисленных исследований при МК 1 выявляется комплекс субъективных и объективных симптомов: мозжечковый, стволовой синдром, ликвородинамический и синдром компрессии спинного мозга [4, 5, 6, 8, 28, 42].

Традиционный взгляд на наиболее распространенный мозжечковый синдром при МК 1 ранее не включал в себя изменения в когнитивной сфере, тем не менее, современные авторы находят все больше доказательств того, что когнитивные и моторные системы мозжечка взаимосвязаны [14, 26].

Мозжечок считается важной областью мозга, участвующей – наряду с двигательной корой и базальными ганглиями – в регуляции двигательных функций. Новые данные, полученные на протяжении двух последних десятилетий с применением морфологических, нейрофизиологических, функциональных нейровизуалиционных и нейропсихологических методов исследования, значительно расширили наши представления о функциональном значении мозжечка. Доказана его роль в контроле не только двигательных, но и когнитивных функций, аффективных и поведенческих реакций, развитии эмоционально-личностных и психических изменений, а также в регуляции церебрального кровотока и метаболизма [3]. В то время как передние отделы мозжечка играют интегративную роль в управлении движениями [30], задние его отделы имеют многочисленные взаимосвязи с корой головного мозга, которые принимают участие в широком спектре познавательных процессов [9, 29].

Анатомические исследования головного мозга приматов и функциональные МРТисследования человеческого мозга показывают, что мозжечок интегрирован в многочисленные нейронные сети посредством цереброцеребеллярных связей и является пунктом последовательной активации по целому ряду когнитивных задач. Кроме того, в функциональной топографии мозжечка прослеживается параллелизм с топографией коры головного мозга [32, 35, 41]. Нисходящие связи мозжечка проходят через мост мозга, восходящие – через таламус, связывая мозжечок с сенсомоторными областями головного мозга и областями, отвечающими за когнитивные функции высшего порядка, такими как кора префронтальной и теменной областей, а также поясная и парагиппокампальная извилины [25, 32, 36]. Несмотря на то, что мозжечок обладает гораздо большим количеством нейронов, чем кора головного мозга, недавние публикации подчеркивают, что функциональная анатомия немоторных сетевых зон коры и структур мозжечка менее понятна и недостаточно изучена [10].

В частности, повышенного внимания удостоились взаимосвязи между мозжечком и префронтальной корой головного мозга [14], дисфункция которых, как было показано, ведёт к формированию стойкого симптомокоплекса когнитивных и поведенческих расстройств, описанных как «мозжечковый когнитивно-аффективный синдром» [35, 38]. Он характеризуется: 1) нарушениями исполнительной функции, которые включают в себя дефицит планирования, переключения, абстрактного мышления, рабочей памяти и речевой гибкости; 2) нарушениями пространственного мышления, включающими зрительно-пространственную дезориентацию и нарушение зрительно-пространственной памяти; 3) изменение личности, характеризующееся сглаживанием или притуплением эмоций, нарушениями поведения; 4) речевыми нарушениями, такими как диспросодия, аграмматизм и легкая аномия. Влияние данного дефицита в сфере когниции ведёт к изменениям в структуре общего интеллектуального профиля и наблюдается при ряде неврологических патологий [35]. Описание когнитивно-аффективного синдрома мозжечка с его характерной совокупностью когнитивных, аффективных и личностных изменений ставит вопрос об общности механизмов формирования данных расстройств [27, 35, 38].

На данный момент, главный вопрос нейробиологии мозжечка состоит уже не в том, играет ли мозжечок какую-либо роль в когниции и эмоциональной сфере, а в том, каким образом мозжечок участвует в их формировании.

Предложенная современная концепция универсального мозжечкового преобразования (UCT) утверждает, что в основе мозжечкового функционирования лежит единый патофизиологический механизм модуляции движений, процесса познания и формирования эмоций [20]. Наличие патологии мозжечка оказывает значимое влияние на известную нейронную сеть «мозжечок – базальные ганглии – лобные поля», что выражается в искажении поправочной деятельности мозжечка и снижении эффективности модулируемых функций [35, 36, 38].

В подтверждение теории UCT приводятся факты однородности цитоархитектоники, взаимосвязи моторной и когнитивной дисфункции при патологии мозжечка, функциональной специфичности церебеллоцеребральных путей в условиях универсальности механизма, лежащего в основе гетерогенности модулируемых функций.

Казалось бы, цитоархитектоника коры мозжечка не является полностью однородной. Однако, согласно исследованиям Schmahmann (2000): «в то время, как путём иммуногистохимического исследования было определено, что кора мозжечка содержит анатомически идентифицируемые парасагиттальные полосы, которые, по всей видимости, имеют собственную физиологическую специфику, тем не менее в мозжечке нет «зон Бродмана» ... Проведение гистологии позволяет предположить, что преобразования, выполняемые мозжечком, невариативны по своей структуре». Другие авторы выдвигали аналогичные суждения, к примеру «хотя существует некоторая дифференциация по всей площади кортекса, это совершенно незначительно по отношению к шкале однородности» [31]. В сравнительно недавнем обзоре [13] шла речь об анатомических, физиологических и генетических региональных различиях в структуре мозжечка, которые давно известны, в связи с чем теория универсальной трансформации мозжечка была опровергнута. Однако в целом, цитоархитектоника коры мозжечка по существу является однородной [24, 43] и, исходя из данных соображений, однородность цитоархитектоники предполагает однородность функций мозжечка [24, 31, 33, 34].

В доказательство теории приводятся данные о комбинированной и часто взаимосвязанной моторной и когнитивной дисфункции. Патология мозжечка влияет на показатели скорости, ритма и точности движений, при этом, моторная сила и мощность остаются сохранными. Такое же влияние патология мозжечка оказывает на металингвистические способности, к примеру, способность понимать метафорические выражения или строить подобные предложения в большей степени претерпевает изменения, нежели пользование базовыми правилами грамматики и семантики. Данная закономерность языкового дефицита [19] была показана в исследовании, позволившем путём использования «the Oral Sentence Production Test» провести оценку употребления основных синтаксических и семантических правил [12], которое показало отсутствие дефицита по данным параметрам у пациентов с патологией мозжечка. Тем временем, у данной группы пациентов при помощи «the Test of Language Competence-Expanded» [44], теста, который позволяет оценить металингвистические способности, включающие способность идентифицировать альтернативные значения лексически и структурно двойственных слов, формулировать логические суждения исходя из контекста краткого параграфа, строить грамматически и прагматически верные для данного контекста предложения и понимать метафорические высказывания, были выявлены значимые отклонения от нормы.

Повреждение коры головного мозга может вести к значительному снижению или утрате определённых функций, к примеру, поражение коры вследствие сосудистой катастрофы может вести к афазии и развитию пареза конечностей до степени плегии, повреждение же мозжечка ведёт к нарушениям точности, эффективности и координированности функций, что проявляется металингвистическим дефицитом или динамической атаксией. Аналогично, под нарушением в эмоциональной сфере у пациентов с мозжечковой патологией понимается дефицит скорости, автоматизма и точности мимического выражений эмоций [23]. В свою очередь, нейропсихиатрические проявления мозжечковой дисфункции представляются нам нарушениями функции автоматической модуляции эмоций [39].

Что касается данных нейрофизиологических исследований, то стимуляция двух различных областей коры мозжечка приводит к аналогичному увеличению сложности и вариабельности сигналов головного мозга в разных временных масштабах [16]. Трактографические исследования [18], исследования аксонального транспорта [15, 37, 41] и функциональных взаимосвязей состояния покоя [11, 21, 30] детализируют патофизиологическую схему связей мозжечка с определенными сенсомоторными, ассоциативными и паралимбическими зонами коры головного мозга, что позволяет предположить топографическую специфичность модуляции церебральной активности мозжечком [22].

Понятие единого патофизиологического процесса, происходящего в структуре мозжечка, может показаться противоречащим разнообразию мозжечковых функций от координации движений, до регуляции процессов познания и формирования эмоций [39, 40]. Этот кажущийся парадокс, однако, решается признанием функциональной специфичности церебеллоцеребральных путей, что объясняет универсальность механизма (UCT), лежащего в основе гетерогенности модулируемых функций.

Несмотря на то, что более 40% пациентов с МК 1 наряду с характерными жалобами, входящими в структуру мозжечкового симптомокоплекса, сообщают о субъективных когнитивных симптомах [17], как правило, литература обходит стороной данный аспект. Когнитивный профиль пациентов с МК 1 ранее не подвергался критическому анализу, несмотря на распространенность расстройств и значительное потенциально негативное влияние когнитивных нарушений на качество жизни пациентов [7]. Систематический обзор литературы показал, что эмпирическое исследование когнитивного профиля пациентов с МК 1 имеет ограниченный охват. Кроме того, качество выявленных доказательств не имеет высокого уровня в связи с малой выборкой и проведением исследований в условиях недостаточной стандартизации когорт.

Выявляемые в современных исследованиях когнитивные нарушения у пациентов с МК 1, такие как дефицит исполнительных функций, расстройства пространственного мышления и эмоциональных реакций, речевые нарушения, могут быть не дифференцированы при обычном неврологическом осмотре. С целью получения более точных результатов и внедрения их в клиническую практику, исследования необходимо проводить с использованием батареи стандартизированных тестов, которые достаточно чувствительны для обнаружения минимальных различий, так как даже тонкий когнитивный дефицит может иметь значительные клинические и функциональные последствия. Когнитивные нарушения могут быть легко упущены без применения специфического тестирования, тем не менее обнаружение нейропсихологических изменений у пациентов, страдающих МК 1, следует признать в качестве важного компонента в процессе разработки и мониторинга индивидуального режима лечения пациента.

Таким образом, имеющиеся литературные данные свидетельствуют о наличии определенного когнитивного дефицита у пациентов с МК 1, в основе которого предполагается несомненная роль патологии мозжечка. Тем не менее, данная проблема остаётся недостаточно изученной, и требует более глубокого исследования и тщательной проработки информации.

About the authors

Radmila G. Kokurkina

Kazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: rada_nell@mail.ru

Department of neurology and rehabilitation

Russian Federation, 420012, Kazan, Butlerov str., 49

Elena G. Mendelevich

Kazan State Medical University

Email: emendel@mail.ru

Department of neurology and rehabilitation

Russian Federation, 420012, Kazan, Butlerov str., 49

References

Supplementary files