доктор медицинских наук заведующая лабораторией нейрососудистой патологии отдела клинической кардиологии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
PhD, Head of the Laboratory of Neurovascular Pathology, Department of Clinical Cardiology, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
ведущий научный сотрудник лаборатории нейрососудистой патологии отдела клинической кардиологии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Leading Researcher at the Laboratory of Neurovascular Pathology, Department of Clinical Cardiology, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
кандидат медицинских наук врач-невролог, научный сотрудник лаборатории нейрососудистой патологии отдела клинической кардиологии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
PhD, Neurologist, Researcher at the Laboratory of Neurovascular Pathology, Department of Clinical Cardiology, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
младший научный сотрудник лаборатории нейрососудистой патологии отдела клинической кардиологии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Junior Researcher at the Laboratory of Neurovascular Pathology, Department of Clinical Cardiology, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
младший научный сотрудник лаборатории исследований гомеостаза отдела экспериментальной медицины федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Junior Researcher at the Laboratory of Homeostasis Research, Department of Experimental Medicine, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
кандидат медицинских наук врач-кардиолог, научный сотрудник лаборатории нейрососудистой патологии отдела клинической кардиологии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
PhD, Cardiologist, Researcher at the Laboratory of Neurovascular Pathology, Department of Clinical Cardiology, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
врач-кардиолог, лаборант-исследователь лаборатории нейрососудистой патологии отдела клинической кардиологии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
Cardiologist, Laboratory Researcher at the Laboratory of Neurovascular Pathology, Department of Clinical Cardiology, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
кандидат медицинских наук врач-кардиолог, старший научный сотрудник лаборатории реабилитации отдела клинической кардиологии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Российская Федерация
PhD, Cardiologist, Senior Researcher at the Laboratory of Rehabilitation, Department of Clinical Cardiology, Federal State Budgetary Institution “Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases”, Kemerovo, Russian Federation
Основные положения
Впервые продемонстрировано, что изменения нейрофизиологических показателей и маркеров нейроваскулярной единицы у кардиохирургических пациентов под влиянием многозадачного тренинга в трехмерной среде характеризуются оптимизацией деятельности доменов внимания и кратковременной памяти, отсутствием значимой динамики низкочастотной тета-активности и более выраженной активацией синтеза BDNF в сравнении с лицами без тренинга.
Резюме
Цель исследования. Изучить изменения комплексного показателя когнитивного статуса в доменах нейродинамики, внимания и кратковременной памяти, индексов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и маркеров нейроваскулярной единицы (НВЕ) у кардиохирургических пациентов под влиянием многозадачного тренинга в трехмерной среде.
Материалы и методы. В проспективном рандомизированном исследовании приняли участие 100 пациентов, которых методом конвертов разделили на две группы: 47 пациентов прошли курс многозадачного тренинга в трехмерной среде, 53 пациента составили группу контроля (без тренинга). Всем пациентам помимо стандартного клинического обследования проведено расширенное исследование когнитивного статуса, ЭЭГ-показателей и маркеров НВЕ в периферической крови.
Результаты. У пациентов, прошедших курс тренинга, на 11–12-е сут после коронарного шунтирования (КШ) определено улучшение комплексных показателей внимания и кратковременной памяти по сравнению с предоперационными значениями. Вместе с тем у пациентов группы контроля наблюдалось отсутствие значимой динамики по комплексным показателям когнитивных доменов. Анализ показателей суммарной мощности биопотенциалов ЭЭГ показал, что у пациентов, прошедших курс тренинга, показатели тета1-ритма статистически значимо не отличались от предоперационных значений. В группе без тренинга увеличение тета-активности (тета1 и тета2) было статистически значимым, как и бета-активности (бета1 и бета2). У пациентов с BP-тренингом на 16,7% чаще наблюдалось увеличение концентраций BDNF в периферической крови на 11–12-е сут после КШ, чем в группе без тренинга.
Заключение. Проведение многозадачных тренингов с использованием трехмерной среды в раннем послеоперационном периоде КШ способствовало снижению частоты ПОКД по окончании госпитального этапа благодаря оптимизации деятельности доменов внимания и кратковременной памяти. Положительное влияние тренинга состояло в отсутствии значимой динамики низкочастотной тета-активности и в более выраженной активации синтеза BDNF в сравнении с пациентами без тренинга, что может свидетельствовать о реорганизации мозговой активности и НВЕ, однако этот эффект требует подтверждения в дальнейших исследованиях.
Highlights
For the first time it was demonstrated that changes in the neurophysiological parameters and markers of the neurovascular unit in cardiac surgery patients under the influence of multitask training in a three-dimensional environment result in optimization of the attention and short-term memory domains, the absence of significant dynamics of low-frequency theta activity and a pronounced activation of BDNF synthesis in contrast to patients without training.
Abstract
Aim. To study the changes in a complex index of cognitive status in the neurodynamic, attention and short-term memory domains, electroencephalogram (EEG) indices and neurovascular unit (NVU) markers in cardiac surgery patients under the influence of multitask training in a three-dimensional environment.
Methods. The prospective randomized study included 100 patients who were divided into two groups using the envelope method: 47 patients underwent a course of multitask training in a three-dimensional environment and 53 patients received no training. In addition to a standard clinical examination, all patients underwent an extended study of cognitive status, EEG parameters, and NVU markers in peripheral blood.
Results. The complex indicators of attention and short-term memory improved at 11–12 days after CABG compared to preoperative values, but only in patients who underwent training. There were no significant changes in complex indicators of cognitive domains in patients without training. Analysis of the EEG total power revealed that theta 1 rhythm indicators did not statistically differ from preoperative values in patients who underwent training. In the group without training, the increase in theta activity (theta1 and theta2) was significant, as was beta 1–2 activity. The dynamics of changes in the BDNF indicator demonstrated that in patients with training, who had an increase in BDNF concentrations in the peripheral blood on the 1st day after CABG, there was no development of early POCD at 11–12 days after cardiac surgery.
Conclusion. The multitask trainings in a three-dimensional environment contributed to a decrease in the incidence of POCD at the end of the in-hospital stage of CABG due to optimization of the activity of the attention and short-term memory domains. The positive effect of the training was the absence of significant dynamics of low-frequency theta activity and a more pronounced activation of BDNF compared to patients without training, which may indicate a reorganization of brain activity and NVU, but this effect requires confirmation in further studies.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.