ИЗМЕНЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ТЕТА-АКТИВНОСТИ У КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ ПАЦИЕНТОВ ПОСЛЕ МУЛЬТИЗАДАЧНОГО КОГНИТИВНОГО ТРЕНИНГА

Основные положения

Проведена оценка изменений плотности источников тета-активности у пациентов, прошедших мультизадачный когнитивный тренинг в раннем послеоперационном периоде кардиохирургического вмешательства.

Установлено, что у кардиохирургических пациентов после мультизадачного когнитивного тренинга наблюдается достоверно меньшая плотность источников тета-ритма до операции по сравнению с послеоперационными данными с локализацией наиболее сильных различий в полях Бродмана 7, 19 и 31, относящихся к структурам парието-окципитальных долей головного мозга, кунеуса и прекунеуса.

Резюме

Цель. Влияние методов когнитивного восстановления на деятельность головного мозга остается значимым вопросом современного здравоохранения. Целью настоящей работы явилась оценка изменений плотности источников тета-активности с помощью стандартизованной электромагнитной томографии низкого разрешения (sLORETA) у пациентов, которые прошли курс мультизадачного когнитивного тренинга в послеоперационном периоде коронарного шунтирования (КШ).

Материалы и методы. В исследовании участвовали 30 пациентов в возрасте от 45 до 75 лет, подвергшиеся плановому КШ. Клинические и нейрофизиологические обследования проводились за 2–3 дня до и через 11–12 дней после вмешательства. Когнитивный тренинг выполнен начиная с 3–4-х сут после КШ до выписки из стационара и состоял из моторной задачи в виде нажатия клавиши на клавиатуре компьютера в ответ на появляющийся на экране объект и трех последовательно сменяющих друг друга когнитивных задач (обратный счет, вербальная беглость и придумывание способов необычного использования обычного предмета).

Результаты. У пациентов, прошедших мультизадачный когнитивный тренинг, установлена достоверно меньшая плотность источников тока тета-ритма (t<–3,89; p<0,002) до КШ по сравнению с послеоперационными данными с локализацией наиболее сильных различий в парието-окципитальных долях головного мозга, кунеуса и прекунеуса (поля Бродмана 7, 19 и 31).

Заключение. Результаты настоящего исследования могут быть полезны для лучшего понимания патогенетических механизмов, лежащих в основе когнитивных нарушений, обусловленных кардиохирургическими вмешательствами.

1. Gerstenecker A., Norling A.M., Jacob A., Lazar R.M. Silent brain infarction, delirium, and cognition in three invasive cardiovascular procedures: a systematic review. Neuropsychol Rev. 2023;33(2):474-491. doi: 10.1007/s11065-022-09548-1.

2. Трубникова О.А., Тарасова И.В., Барбараш О.Л. Нейрофизиологические механизмы и перспективы использования двойных задач в восстановлении когнитивных функций у кардиохирургических пациентов. Фундаментальная и клиническая медицина. 2020;5(2):101-111. doi: 10.23946/2500-0764-2020-5-1-101-111

3. Evered L., Atkins K., Silbert B., Scott D.A. Acute peri-operative neurocognitive disorders: a narrative review. Anaesthesia. 2022;77(Suppl 1):34-42. doi: 10.1111/anae.15613.

4. Liu J., Huang K., Zhu B., Zhou B., Ahmad Harb A.K., Liu L., Wu X. Neuropsychological Tests in Post-operative Cognitive Dysfunction: Methods and Applications. Front Psychol. 2021;12:684307. doi: 10.3389/fpsyg.2021.684307.

5. Urits I., Orhurhu V., Jones M., Hoyt D., Seats A., Viswanath O. Current Perspectives on Postoperative Cognitive Dysfunction in the Ageing Population. Turk J Anaesthesiol Reanim. 2019;47(6):439-447. doi: 10.5152/TJAR.2019.75299.

6. Rots M.L., Fassaert L.M.M., Kappelle L.J., de Groot M.C.H., Haitjema S., Bonati L.H., van Klei W.A., de Borst G.J. Intra-Operative Hypotension is a Risk Factor for Post-operative Silent Brain Ischaemia in Patients With Pre-operative Hypertension Undergoing Carotid Endarterectomy. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2020;59(4):526-534. doi: 10.1016/j.ejvs.2020.01.007.

7. Неймарк М.И., Шмелев В.В., Рахмонов А.А., Титова З.А. Профилактика и лечение послеоперационной когнитивной дисфункции. Бюллетень медицинской науки. 2022; 2(26):93-101. doi: 10.31684/25418475_2022_2_93.

8. Butz M., El Shazly J., Sammer G., Tschernatsch M., Kastaun S., Yenigün M., Braun T., Kaps M., Böning A., Puvogel U., Bachmann G., Mengden T., Schönburg M., Gerriets T., Juenemann M. Decreasing postoperative cognitive deficits after heart surgery: protocol for a randomized controlled trial on cognitive training. Trials. 2019;20(1):733. doi: 10.1186/s13063-019-3799-0.

9. Greaves,D., Psaltis P. J., Lampit A., Davis D. H. J., Smith A. E., Bourke A., Worthington M. G., Valenzuela M. J., Keage H. A. D. (2020). Computerised cognitive training to improve cognition including delirium following coronary artery bypass grafting surgery: protocol for a blinded randomised controlled trial. BMJ Open. 2020;10(2):e034551. doi: 10.1136/bmjopen-2019-034551.

10. Ishizawa Y. Does Preoperative Cognitive Optimization Improve Postoperative Outcomes in the Elderly? J Clin Med. 2022;11(2):445. doi: 10.3390/jcm11020445.

11. Syrova I., Tarasova I., Trubnikova O., Kupriyanova D., Sosnina A., Temnikova T., Barbarash O. A multitask approach to prevention of the cognitive decline after coronary artery bypass grafting: a prospective randomized controlled study. Journal of Xiangya Medicine. 2023;8:2. doi:10.21037/jxym-22-37.

12. Tarasova I., Trubnikova O., Kukhareva I., Syrova I., Sosnina A., Kupriyanova D., Barbarash O. A comparison of two multi-tasking approaches to cognitive training in cardiac surgery patients. Biomedicines. 2023;11(10):2823. doi: 10.3390/biomedicines11102823.

13. Vecchio F., Miraglia F., Alù F., Judica E., Cotelli M., Pellicciari M.C., Rossini P.M. Human brain networks in physiological and pathological aging: reproducibility of electroencephalogram graph theoretical analysis in cortical connectivity. Brain Connect. 2022;12(1):41-51. doi: 10.1089/brain.2020.0824.

14. Pascual-Marqui R.D. Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): technical details. Methods Find Exp Clin Pharmacol. 2002;24 Suppl D:5-12.

15. Приводнова, Е.Ю., Вольф Н.В. Решение образных креативных задач изменяет фоновую ЭЭГ покоя у пожилых людей (пилотное исследование). Физиология человека. 2021; 47(5): 28-36. doi: 10.31857/S0131164621020120.

16. Nardone R., Sebastianelli L., Versace V., Saltuari L., Lochner P., Frey V., Golaszewski S., Brigo F., Trinka E., Höller Y. Usefulness of EEG Techniques in Distinguishing Frontotemporal Dementia from Alzheimer's Disease and Other Dementias. Dis Markers. 2018;2018:6581490. doi: 10.1155/2018/6581490.

17. Уразгильдеева Г.Р., Пономарева Н.В., Колесникова Е.П., Абрамычева Н.Ю., Клюшников С.А., Иллариошкин С.Н. Новые возможности использования когнитивных вызванных потенциалов высокого разрешения в оценке прогрессирования болезни Гентингтона. Бюллетень Национального общества по изучению болезни Паркинсона и расстройств движений. 2022; 2: 205-2081. doi: 10.24412/2226-079X-2022-12468

18. Leviashvili S., Ezra Y., Droby A., Ding H., Groppa S., Mirelman A., Muthuraman M., Maidan I. EEG-Based Mapping of Resting-State Functional Brain Networks in Patients with Parkinson's Disease. Biomimetics (Basel). 2022;7(4):231. doi: 10.3390/biomimetics7040231.

19. Тарасова И.В., Куприянова Д.С., Трубникова О.А., Кухарева И.Н., Соснина А.С., Тен С.Б., Шестернин В.Г., Барбараш О.Л. Анализ распределения плотности источников тока (sLORETA) у пациентов после когнитивной реабилитации с применением двойной задачи в раннем послеоперационном периоде коронарного шунтирования. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2022; 11(S4): 65-74. doi: 10.17802/2306-1278-2022-11-4S-65-74.

20. Тарасова И.В., Вольф Н.В., Куприянова Д.С., Трубникова О.А., Барбараш О.Л. Изменения вызванной синхронизации/десинхронизации электрической активности коры мозга у кардиохирургических пациентов с послеоперационной когнитивной дисфункцией. Сибирский научный медицинский журнал. 2021;41(2):12-20. doi: 10.18699/SSMJ20210202.

21. Tarasova I., Trubnikova O., Kupriyanova D.S., Maleva O., Syrova I., Kukhareva I., Sosnina A., Tarasov R., Barbarash O. Cognitive functions and patterns of brain activity in patients after simultaneous coronary and carotid artery revascularization. Front Hum Neurosci. 2023;17:996359. doi: 10.3389/fnhum.2023.996359.

22. Mostile G., Giuliano L., Monastero R., Luca A., Cicero C.E., Donzuso G., Dibilio V., Baschi R., Terranova R., Restivo V., Sofia V., Zappia M., Nicoletti A. Electrocortical networks in Parkinson's disease patients with Mild Cognitive Impairment. The PaCoS study. Parkinsonism Relat Disord. 2019;64:156-162. doi: 10.1016/j.parkreldis.2019.03.027

23. Ray K.L., Griffin N.R., Shumake J., Alario A., Allen J.J.B., Beevers C.G., Schnyer D.M. Altered electroencephalography resting state network coherence in remitted MDD. Brain Res. 2023;1806:148282. doi: 10.1016/j.brainres.2023.148282.

24. Torres-Simón L., Doval S., Nebreda A., Llinas S.J., Marsh E.B., Maestú F. Understanding brain function in vascular cognitive impairment and dementia with EEG and MEG: A systematic review. Neuroimage Clin. 2022;35:103040. doi: 10.1016/j.nicl.2022.103040.

25. Martinez Villar G., Daneault V., Martineau-Dussault M.È., Baril A.A., Gagnon K., Lafond C., Gilbert D., Thompson C., Marchi N.A., Lina J.M., Montplaisir J., Carrier J., Gosselin N., André C. Altered resting-state functional connectivity patterns in late middle-aged and older adults with obstructive sleep apnea. Front Neurol. 2023;14:1215882. doi: 10.3389/fneur.2023.1215882.

26. Utevsky A.V., Smith D.V., Huettel S.A. Precuneus is a functional core of the default-mode network. J Neurosci. 2014;34(3):932-40. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4227-13.2014. Erratum in: J Neurosci. 2016;36(47):12066-12068.

27. Stankova E.P., Shepovalnikov A.N. Functional connectivity of cortical fields at rest as a mechanism of brain preparation to purposeful activity. Human physiology.2018; 44:609–616. doi:10.1134/S0362119718060129

28. González-López M.,. Gonzalez-Moreira E., Areces-González A., Paz-Linares D., Fernández T. Who's driving? The default mode network in healthy elderly individuals at risk of cognitive decline. Front Neurol. 2022;13:1009574. doi: 10.3389/fneur.2022.1009574.

29. Hodgetts C.J., Shine J.P., Williams H., Postans M., Sims R., Williams J., Lawrence A.D., Graham K.S. Increased posterior default mode network activity and structural connectivity in young adult APOE-ε4 carriers: a multimodal imaging investigation. Neurobiol Aging. 2019;73:82-91. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2018.08.026.

30. Wang J., Liu J., Wang Z., Sun P., Li K., Liang P. Dysfunctional interactions between the default mode network and the dorsal attention network in subtypes of amnestic mild cognitive impairment. Aging (Albany NY). 2019;11(20):9147-9166. doi: 10.18632/aging.102380.

31. Zhu Y., Zhou M., Jia X., Zhang W., Shi Y., Bai S., Rampes S., Vizcaychipi M.P., Wu C., Wang K., Ma D., Yang Q., Wang L. Inflammation Disrupts the Brain Network of Executive Function after Cardiac Surgery. Ann Surg. 2023;277(3):e689-e698. doi: 10.1097/SLA.0000000000005041.