Уникальное исследование: как велосипед спасет мозг при болезни Паркинсона

Американские исследователи из Кливлендского центра функциональной электростимуляции (FES) при университетских больницах и системе здравоохранения Северо-Восточного Огайо раскрыли, как долгосрочная физическая активность может изменить работу мозга у пациентов с болезнью Паркинсона. Выяснилось, что динамическая езда на велосипеде не просто облегчает тремор, но способна перестраивать нейронные связи, повреждённые заболеванием.

Эксперимент стал первым в своём роде, объединившим длительную программу физических нагрузок и технологии глубокой стимуляции мозга (DBS). В отличие от прежних исследований, новое пилотное исследование акцентировалось не только на моторных улучшениях, но и на анализе мозговых сигналов с помощью DBS второго поколения.

Работа опубликована в июньском выпуске журнала Clinical Neurophysiology. Руководил проектом доктор философии и невролог Аасеф Шейх, заместитель председателя по научной работе в университетских больницах, профессор неврологии и заместитель меддиректора Кливлендского центра FES. Ведущим автором выступила Праджакта Джоши — кандидат наук в области биомедицинской инженерии из лаборатории Шейха.

По словам Шейха, новое исследование позволяет не просто наблюдать эффект упражнений, но и заглянуть внутрь мозга — чтобы визуализировать, как именно тренировки перестраивают нейронные маршруты. Он также отметил важность сотрудничества между двумя медицинскими системами, позволившего привлечь больше участников, в том числе ветеранов.

В эксперименте пациенты, включая бывших военнослужащих, прошли 12 велосипедных тренировок в течение 4 недель. У всех ранее были имплантированы DBS-устройства, регистрирующие мозговые сигналы в реальном времени.

Особенность методики — адаптивный велотренажёр, способный подстраиваться под усилия пациента. Система мотивирует участников поддерживать частоту вращения педалей около 80 оборотов в минуту в течение 30 минут. Для ориентира используется игровой экран с воздушным шаром: чтобы он не упал в виртуальную воду, пациент должен сохранять заданный ритм. Велосипедный двигатель сам регулирует сопротивление — в зависимости от усилий участника. Учёные полагают, что такой режим "подталкивания и натяжения" особенно эффективен для стимуляции мозга при болезни Паркинсона.

Соавтор исследования Лара Шиго из Кентского государственного университета признала, что 80 оборотов в минуту — выше естественного темпа, но благодаря двигателю он не вызывает усталости.

Записи с имплантированных электродов показали, что хотя мгновенных изменений в работе мозга зафиксировано не было, спустя 12 сессий появились заметные улучшения в зонах, отвечающих за двигательную функцию. Джоши пояснила: хотя современные DBS-системы ограничены областью имплантации, влияние упражнений может распространяться на более широкие мозговые сети. Исследователи допускают, что изменения происходят не локально, а на уровне целых нейронных маршрутов.

Как подчеркнула Джоши, это открывает перспективу разработки персонализированных и потенциально революционных методов лечения.

Одной из участниц исследования стала 59-летняя Аманда "Мэнди" Энсман, живущая с диагнозом БП уже 12 лет. По её словам, участие в программе помогло справиться с проблемами походки, ходьбы и повысить общий уровень энергии. Сейчас она продолжает занятия в центре InMotion, специализирующемся на тренировках для пациентов с болезнью Паркинсона.