Кислородное вмешательство может помочь пациентам с черепно-мозговой травмой

Newswise — Навыки моторного обучения позволяют нам ориентироваться в мире: мы используем их, чтобы научиться ходить, пить и бегать. Но возраст или болезнь могут ухудшить нашу способность к обучению двигательным задачам. Ученые, изучающие влияние добавок кислорода на двигательное обучение, нашли многообещающее лечение, которое может помочь пациентам, перенесшим неврологическую травму, восстановить старые навыки.

Доктор Марк Далики, который в настоящее время работает в Немецком университете здоровья и спорта в Берлине, старший автор исследования, сказал: Границы нейробиологии.

Изменение цели первой линии терапии

Нашему мозгу нужно много кислорода. Когнитивные функции снижаются в условиях низкого содержания кислорода, в то время как восстанавливаются в условиях высокого содержания кислорода, а доставка 100% кислорода уже используется для сохранения как можно большей части мозга у пациентов с неврологическими травмами. Двигательное обучение особенно зависит от кислородозависимой обработки информации и функций памяти: люди учатся методом проб и ошибок, поэтому способность запоминать и интегрировать информацию из прошлого опыта имеет решающее значение для эффективного и результативного двигательного обучения. Так может ли добавление кислорода во время обучения двигательной задаче помочь людям учиться быстрее и эффективнее, давая надежду пациентам, проходящим нейрореабилитацию?

«Эта идея вынашивалась у меня в голове почти десять лет, и я пообещал себе, что изучу ее, как только у меня будет собственная исследовательская лаборатория», — сказал Далики, который руководил экспериментальным исследованием в Колледже кинезиологии Университета штата Луизиана. «А с Чжэн Ван, теперь доктором Чжэн Ван, у меня был идеальный аспирант для управления — страстный физиотерапевт с клиническим опытом и опытом лечения пациентов с инсультом».

Зрительно-моторная координация

Даллеки и Ван набрали 40 участников, 20 из которых давали 100% кислород при нормальном давлении, а 20 давали лечебный воздух (21% кислорода) через носовую канюлю во время «адаптации» или фазы обучения задаче. Далеки и Ван выбрали простое визуально-моторное задание, которое включало в себя рисование линий между различными целями на цифровом планшете с помощью стилуса: задание было разработано для проверки того, насколько быстро участники могут интегрировать информацию, получаемую глазами и руками, что является важной частью двигательного обучения. . После того, как задача была изучена, положение указателя и пера было изменено, чтобы увидеть, насколько эффективно участники адаптировались к несоответствию, а затем было изменено положение для заключительного сеанса, чтобы увидеть, как они приспособились к изменению положения.

«Кислородная терапия привела к значительно более быстрому обучению и примерно на 30% к улучшению типичной задачи зрительно-моторной адаптации», — сказал Ван, первый автор исследования, ныне работающий в клинике Майо в Рочестере. «Мы также демонстрируем, что участники смогли закрепить эти улучшения после прекращения кислородной терапии».

Кислород улучшил обучение на 30%.

Ученые обнаружили, что участники, которые получали кислород, учились быстрее и работали лучше, а улучшения распространялись и на более поздние сеансы задания, когда кислород не давался. Кислородная группа двигала стилусом более плавно и точно, а когда указатель подправляли в преднамеренной попытке избавиться от них, быстрее адаптировались. Они также допустили больше ошибок, когда было исправлено выравнивание пера, что указывает на то, что они использовали предыдущие выравнивания более тщательно, чем другая группа.

Далеки и Ван планируют исследовать долгосрочное влияние этих добавок на обучение и тестировать вмешательство в другие задачи двигательного обучения: возможно, что функции мозга, связанные с этой задачей, особенно выигрывают от более высокого уровня кислорода в окружающей среде, что приводит к заметным преимуществам в производительности. Они также надеются предложить кислородную терапию пожилым и раненым, надеясь, что это поможет им восстановить двигательные навыки.

«Наш план на будущее — выяснить, может ли это лечение также улучшить процессы восстановления моторики после черепно-мозговой травмы», — сказал Далики. «Поскольку это работает в здоровом, молодом мозге, мы ожидаем, что эффекты будут наибольшими в неврологически уязвимом и более уязвимом мозге».