Обоснование. Возможность коррекции внимания и памяти у пациентов с постинсультными нарушениями (ПИН) с помощью метода биологической обратной связи (БОС). В этом исследовании мы изучали влияние сенсомоторной SMR/тета-тренировки с использованием БОС на улучшение когнитивных способностей, а именно внимания и памяти, у пациентов с ПИН.

Методы. Десяти пациентам с ПИН было назначено 10 последовательных сеансов сенсомоторной SMR/тета-тренировки в течение 3 недель, по 3–4 раза в неделю. Была проведена нейропсихологическая оценка когнитивных функций (КФ), результаты которой сравнивались между исходным уровнем (T0) и после последнего тренинга с помощью БОС через 3 недели (T1).

Введение

Важной проблемой в нейропсихологической реабилитации остается оценка ее эффективности. Отсутствуют общепринятые критерии такой оценки, неоднороден контингент поступающих на лечение больных по возрасту, характеру поражения головного мозга, а также проведение рандомизированных клинических исследований в этой области пока не очень популярно [1]. В последнее время начали широко использовать метод биологической обратной связи в образовании и медицине. В течение последних лет появились исследования, которые показали возможность и эффективность использования БОС на основе электроэнцефалограммы (БОС-ЭЭГ) в коррекции когнитивных нарушений [2; 5; 8].

Метод БОС-ЭЭГ имеет большую перспективу развития и внедрения в практику когнитивной реабилитации благодаря возможностям красочного представления методического материала, неограниченному количеству вариантов комбинаций, наличию обратной связи. Таким образом, постинсультные когнитивные нарушения являются серьезной, часто встречающейся патологией, снижающей перспективу реабилитации больного после инсульта и отрицательно влияющей на качество его жизни. Актуальными являются поиск и разработка новых методов коррекции постинсультных когнитивных нарушений.

БОС использует отображение активности мозга в режиме реального времени, чаще всего с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), для содействия саморегуляции функций мозга. Этот метод, который можно назвать приложением с обратной связью, помогает людям контролировать или изменять активность коры головного мозга с помощью усвоенной саморегуляции. Цель состоит в том, чтобы снизить тревожность и улучшить внимание и память. Среди протоколов БОС-ЭЭГ наиболее эффективным представляется сенсомоторный [7]. Метод основан на тренировке мозговых колебаний с частотой 12–15 Гц, которые регистрируются в центральных областях и генерируются в ретикулярно-таламо-кортикальной сети.

Тета-ритм (4–7 Гц) связан с неврологическими и психологическими функциями лимбической системы, с контролем возбуждения, аффективных и психических состояний [11].

В нашем исследовании мы предположили, что тренировка с помощью БОС-ЭЭГ может быть полезна для пациентов с ПИН. В связи с этим мы изучали влияние протокола SMR/тета-тренировки на когнитивные функции (внимание и память) у пациентов с ПИН. Целью этого исследования была оценка эффективности SMR/тета-тренировки внимания и памяти у пациентов с ПИН.

Материалы и методы

Клиническое исследование было организовано на базе федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский центр неврологии и нейронаук» (ФГБНУ РЦНН) в 3-м и 5-м неврологических отделениях с 1 марта 2024 года по 10 ноября 2025 года. В исследовании приняли участие 10 человек женского и мужского пола. Все пациенты, участвовавшие в исследовании, в анамнезе имели перенесенный ишемический инсульт различной локализации не ранее 6 месяцев и не позднее 3 лет от начала исследования. Диагноз подтверждается данными компьютерной или магнитно-резонансной томографии. Все пациенты прошли клиническое обследование со сбором подробного анамнеза и исследованием неврологического статуса и получали восстановительное лечение по стандартной программе, которое включает в себя назначение базовой, нейрометаболической медикаментозной терапии, реабилитационных мероприятий, логопедических и нейропсихологических занятий, массажа, ЛФК, физиолечения.

Критерии включения в исследование: период от 6 месяцев до 3 лет после перенесенного инсульта, подтвержденного данными нейровизуализации; наличие нарушений внимания и памяти в стадии легких когнитивных расстройств, умеренных когнитивных расстройств и легкой деменции; возраст 18–78 лет; отсутствие клинически и субклинически выраженной тревоги, депрессии; уровень образования не ниже 10 или 11 классов общеобразовательной школы; средний и высокий уровень мотивации лечения. Все пациенты подписали форму информированного согласия на участие в исследовании.

Критерии исключения: острый период инсульта, поздний восстановительный период после перенесенного инсульта; возраст старше 78 лет; когнитивные нарушения в стадии средней и тяжелой деменции; наличие грубого психоорганического синдрома; эпилепсия и эпилептические синдромы в анамнезе; ограничение контакта с больным вследствие патологии органов слуха и зрения; низкий уровень мотивации лечения.

Оценку когнитивного состояния и эмоционального фона каждого пациента проводил специалист-нейропсихолог. Для исключения влияния повторного тестирования были использованы разные варианты и модификации диагностических методик при обследованиях перед началом и по завершении реабилитационного курса.

Перед началом программы обучения каждый участник проходил демонстрацию метода БОС-ЭЭГ с объяснением его принципа и неинвазивности.

Параметры, использованные в этом исследовании, такие как количество сеансов, продолжительность обучения и выбор заданий, были разработаны с учетом рекомендаций экспертов по внедрению БОС на основе ЭЭГ.

Проводилось 10 сеансов БОС-ЭЭГ-тренировки в течение 3 недель (3–4 раза в неделю). Каждый сеанс длился 30 минут и включал в себя 10 минут на подготовку и установку электродов, проверку импеданса и настройку порогов, 10–15 минут на тренировку и 5–10 минут на подведение итогов.

Мы отобрали 8 заданий из списка игр в системе Brainbit. Каждое задание выполнялось от 1 до 3 минут в зависимости от состояния и возможностей пациента. Каждый сеанс состоял из 3 тренингов на соотношение SMR/тета и 1 тренинга «Альфа» (расслабление). Последовательность выполнения заданий была единой для всех сеансов и пациентов. Участники получали зрительную и слуховую обратную связь в форме анимационной графики на дисплее. Чтобы пациент мог выполнять задания на мозговую активность в установленных частотных пределах, экран показывал низкую четкость изображения и давал специальный звуковой сигнал каждый раз, когда мозговые волны не соответствовали требуемому уровню. Вторая форма обратной связи представляла собой горизонтальные полоски в углу экрана, которые окрашивались из красного в зеленый, когда сила сигналов приближалась к необходимому значению. Целевые уровни устанавливались исходя из измерений, выполненных перед 1-м и 5-м сеансами. Средние пороговые значения вычислялись автоматически индивидуально для каждого пациента, однако специалист имел возможность изменить их вручную прямо во время сеанса, если пациенту было сложно достичь указанных значений либо снижалась его заинтересованность в процессе.

Тренинги проводились автором статьи, прошедшим обучение по применению БОС-ЭЭГ.

Нейропсихологическая диагностика

Нейропсихологические тесты оценивали внимание, память, исполнительные функции и общие когнитивные функции (таблица 1). Настроение оценивалось с помощью шкалы тревоги и депрессии: шкала HADS используется в клинической практике для быстрого скрининга тревожных и депрессивных состояний, особенно у пациентов с соматическими заболеваниями.

Таблица 1

Нейропсихологические тесты, оценивающие внимание, память, исполнительные функции и общие когнитивные функции

Статистический анализ

Описательная статистика использовалась для описания демографических и клинических характеристик участников и других переменных исследования. Нейропсихологические данные были суммированы в виде среднего значения и стандарта отклонения (SD) для количественных переменных. Тест ANOVA был использован для оценки влияния БОС-ЭЭГ-тренировки на нейропсихологические переменные . Post-hoc анализ (класс статистических процедур, которые применяются после обнаружения статистически значимых результатов в ходе первичного анализа) проводился с использованием парных t -тестов Стьюдента, а p -значение ниже 0,05 считалось значимым.

Результаты

Измерения ANOVA показывают, что от исходного уровня до периода после реабилитации (T0, T1) участники экспериментальной группы продемонстрировали значительное улучшение по шкале MMSE ( F = 5,6346; p = 0,0289), по шкале MoCa ( F = 1,8783; p = 0,1874), по запоминанию 10 слов ( F = 7,2299; p = 0,015), по таблице Шульте ( F = 2,94425; p = 0,09907) и по корректурной пробе V ( F = 5,69537; p = 0,0282). Post-hoc анализ с использованием парного t -критерия Стьюдента показал значительное улучшение по каждому из этих показателей, кроме увеличения объема внимания, по сравнению с исходным уровнем T0 и уровнем T1 ( p < 0,05).

Все 10 пациентов проходили классическую реабилитацию и дополнительно посещали тренинги с БОС-ЭЭГ. Средний возраст включенных в исследование участников составлял 67 лет, женщин было меньше, чем мужчин (70,0 % мужчин). Эти данные представлены в таблице 2.

Таблица 2

Распределение пациентов по полу

В нашем исследовании важным критерием оценки предлагаемой методики являлось изучение влияния тренинга БОС-ЭЭГ на когнитивные показатели (внимание, память). Исходные значения (Т0), а также значения после реабилитации (Т1) представлены в таблице 3. Измерения ANOVA показывают, что от исходного уровня до периода после реабилитации (T0, T1) участники экспериментальной группы продемонстрировали значительное улучшение по шкале MMSE ( F = 5,6346; p = 0,0289), по шкале MoCa ( F = 1,8783; p = 0,1874), по запоминанию 10 слов ( F = 7,2299; p = 0,015), по таблице Шульте ( F = 2,94425; p = 0,09907) и по корректурной пробе V ( F = 5,69537; p = 0,0282) . Post-hoc анализ с использованием парного t -критерия Стьюдента продемонстрировал значительное улучшение по каждому из этих показателей, кроме увеличения объема внимания, по сравнению с исходным уровнем T0 и уровнем T1 ( p < 0,05).

Таблица 3

Влияние тренинга БОС-ЭЭГ на когнитивные показатели

Обсуждение

Целью этого исследования была оценка эффективности тренингов БОС-ЭЭГ по протоколу SMR/тета для коррекции внимания и памяти у пациентов с постинсультными нарушениями. Десять участников проходили курс БОС-ЭЭГ, состоящий из 10 тренингов, в течение 3 недель. Мы обнаружили увеличение объема долговременной и кратковременной памяти, а также улучшение концентрации внимания у пациентов с постинсультными нарушениями после 3 недель тренировок. Эти результаты свидетельствуют о потенциальной пользе БОС-ЭЭГ-тренировок для когнитивной реабилитации у этой группы пациентов.

Наши результаты согласуются с данными других исследований. В рандомизированном плацебоконтролируемом исследовании V. C. Campos da Pas с соавторами в 2018 году показали, что протокол SMR может улучшить показатели рабочей памяти и внимания у здоровых пожилых людей [8]. В 2020 году ученые J. Bielas и Ł. Michalczyk продемонстрировали улучшение способности к концентрации внимания у пожилых людей после 20 сеансов бета-нейростимуляции (12–22 Гц) по 30 минут каждый с активным электродом, расположенным в центральной части головы [6].

Наше исследование, в котором тестировался протокол SMR/тета у пациентов с постинсультными нарушениями, подтверждает идею о том, что тренинги с БОС-ЭЭГ улучшают когнитивные процессы (внимание и память).

В рамках программы нейрофидбэк-терапии некоторые ситуации могли повлиять на функционирование эпизодической памяти, например участие пациента в напоминании инструкций к заданию в начале каждого нового сеанса и составление исторического отчета в качестве задания для нейрофидбэк-терапии. Пациенты проявляли большой интерес и внимание к этой семантической поддержке — комплексу технологий и методов, направленных на работу со смыслом информации. Участнику сообщают ожидаемый результат, но он должен найти собственную стратегию, чтобы сосредоточиться. Важным открытием стало улучшение психоэмоциональных показателей, которое выражалось в снижении уровня тревожности, а также уменьшение когнитивных жалоб.

К результатам этого исследования необходимо относиться с осторожностью из-за ряда ограничений: в нем не было контрольной группы, как в двойном слепом контролируемом рандомизированном исследовании; нельзя полностью исключить эффект плацебо; небольшой размер выборки.

Вывод

Наши результаты свидетельствуют о том, что тренинги с помощью БОС на основе электроэнцефалограммы могут быть эффективным методом коррекции когнитивных нарушений у пациентов с ПИН. Если эти результаты подтвердятся рандомизированными контролируемыми исследованиями с участием большего числа пациентов, то БОС-ЭЭГ можно будет рассматривать как полезный неинвазивный нефармакологический метод восстановления когнитивных функций (внимания, памяти) у пациентов с постинсультными нарушениями.

Заключение

Наши результаты показали, что пациентам с постинсультными нарушениями могут быть полезны тренировки с помощью БОС-ЭЭГ. При этом наблюдается улучшение объема кратковременной и долговременной слухоречевой памяти, увеличение концентрации внимания и психоэмоциональная динамика. Мотивация у пациентов во многом зависит от характера заданий. Вместо игр, которые пациенты считают детскими, можно использовать задания на счет, пазлы и фрагменты из любимых фильмов. Протокол БОС-ЭЭГ должен подбираться в соответствии с когнитивным профилем и патофизиологией пациента. Мы предполагаем, что некоторые пациенты могут быть менее чувствительны к протоколу SMR/тета, чем другие, что указывает на меньшую потенциальную когнитивную пластичность. Эти результаты обнадеживают и заслуживают дальнейшего изучения в области нейрокогнитивной абилитации и реабилитации, при которых следует учитывать характер повреждения головного мозга.

Литература:

1. Григорьева, В. Н. Когнитивная реабилитация больных с инсультом и черепно-мозговой травмой / В. Н. Григорьева, М. С. Ковязина, А. Ш. Тхостов. — Н. Новгород : Изд-во НижГМА, 2006. — 324 с.
2. Эффекты биологической обратной связи через сенсорно-двигательный ритм и бета-1 ритм ЭЭГ на мерах внимания / В. А. Гринь-Яценко, Ю. Д. Кропотов, В. А. Пономарев [и др.] // Физиология человека. — 2001. — Т. 27, № 3. — С. 5–13.
3. Сохадзе, Э. М. Биологическая обратная связь : Анализ тенденций развития экспериментальных исследований и клинического применения / Э. М. Сохадзе, В. И. Хиченко, М. Б. Штарк // Биоуправление: теория и практика / под ред. М. Б. Штарка, Н. Н. Василевского. — Новосибирск : Наука, 1988. — С. 7–16.
4. Al-Saegh, A. Deep Learning for Motor Imagery EEG-Based Classification : A Review / A. Al-Saegh, S. A. Dawwd, J. M. Abdul-Jabbar // Biomedical Signal Processing and Control. — 2021. — Vol. 63. — P. 102172. — DOI: 10.1016/j.bspc.2020.102172
5. Video Game-Based Exercises for Balance Rehabilitation: A Single-Subject Design / A. L. Betker, T. Szturm, Z. K. Moussavi, C. Nett // Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. — 2006. — Vol. 87, № 8. — P. 1141–1149.
6. Bielas, J. Beta Neurofeedback Training Improves Attentional Control in the Elderly / J. Bielas, Ł. Michalczyk // Psychological Reports. — Vol. 124, № 1. — P. 54–69. — DOI: 10.1177/0033294119900348
7. Train Your Brain? Can Specific EEG Frequencies Be Selectively Trained by Means of Neurofeedback? / E. Dessi, O. Mairese, M. van Puivelde [et al.] // Frontiers in Human Neuroscience. — 2020. — Vol. 14. — DOI: 10.3389/fnhum.2020.00022
8. SMR Neurofeedback Training Facilitates Working Memory Performance in Healthy Older Adults: A Behavioral and EEG Study / V. C. Campos da Pas, A. Garcia, A. Campos da Pas Netto, K. Tomas // Frontiers in Behavioral Neuroscience. — 2018. — Vol. 12. — P. 321. — DOI: 10.3389/fnbeh.2018.00321
9. Brain-Computer Interface-Based Soft Robotic Glove Rehabilitation for Stroke / N. Cheng, K. S. Phua, H. S. Lai [et al.] // IEEE Transactions on Medical Engineering. — 2020. — Vol. 67, № 12. — P. 3339–3351. — DOI: 10.1109/TBME.2020.2984003
10. Neural Applications Using Immersive Virtual Reality: A Review on EEG Studies / J. W. Choi, H. Kwon, J. Choi [et al.] // IEEE Transaction on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. — 2023. — Vol. 31. — P. 1645–1658. — DOI: 10.1109/TNSRE.2023.3254551
11. Consensus Guidelines for Reporting and Experimental Design in Clinical and Cognitive-Behavioral Research Utilizing Neurofeedback (CRED-nf Checklist) / T. Ros, S. Enriquez-Geppert, V. Zotev [et al.] // Brain. — 2020. — Vol. 143, № 6. — P. 1674–1685. — DOI: 10.1093/brain/awaa009