ОСОБЕННОСТИ ТОПОГРАФИИ МОЗГОВОЙ АКТИВНОСТИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ МНОГОЗАДАЧНОГО КОГНИТИВНОГО ТРЕНИНГА В ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ КОРОНАРНОГО ШУНТИРОВАНИЯ

Основные положения

Впервые продемонстрировано, что проведение многозадачного когнитивного тренинга у пациентов после КШ способствует снижению плотности источников тока низкочастотной активности во фронто-темпоральных и медиобазальных отделах мозга, которые отвечают за кодирование памяти и регуляцию общего тонуса.

Цель. Изучить особенности топографии мозговой активности, оцененной с помощью метода standardized low resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA) при применении многозадачного когнитивного тренинга после проведения коронарного шунтирования (КШ).

Материал и методы. В проспективное исследование были включены 100 пациентов, поступившие в стационар для проведения КШ, в возрасте от 45 до 75 лет. Пациенты в произвольном порядке (методом конвертов) были разделены на две группы: многозадачного когнитивного тренинга (МКТ) (n = 50) и сравнения, без проведения тренинга (n = 50). Протокол МКТ включал постуральную задачу, выполняемую одновременно с когнитивными задачами на умственный счет, вербальную беглость и необычного использования обычного предмета. Курс МКТ проводился ежедневно, начиная с 3–4-го дня после КШ, в течение 5–7 дней. Метод локализации источников – standardized low resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA) применялся для оценки топографии изменений электрической активности мозга.

Результаты. Установлено, что после применения МКТ в раннем послеоперационном периоде КШ наблюдалось уменьшение плотности источников тока на частоте 3–5 и 5–7 Гц по сравнению с предоперационными показателями во фронто-темпоральных регионах коры мозга (t > 3,43; p < 0,003 и t > 3,53; p < 0,007). Межгрупповые различия наблюдались в медиобазальных регионах мозга, пациенты после МКТ имели более низкую плотность источников активности в диапазоне 3–5 Гц по сравнению с группой без тренинга (t > -3.48; p < 0,04).

Заключение. Проведение МКТ способствовало снижению низкочастотной активности у пациентов после КШ. Топографические особенности были связаны с передневисочными и медиобазальными отделами мозга, которые отвечают за кодирование памяти и регуляцию общего тонуса. Результаты настоящего исследования подчёркивают важность изучения нейронных механизмов, лежащих в основе эффективности многозадачных вмешательств в когнитивной реабилитации. Полученные данные могут быть полезны при разработке и проведении дальнейших исследований, направленных на улучшение программ когнитивной реабилитации.

1. Cao P, Guo S, Zhang G, Zan X, Wang J, Zhang F, Muñoz J, Lucke-Wold B, Cheng R. Brain-computer interface training for multimodal functional recovery in patients with brain injury: a case series. Quant Imaging Med Surg. 2025 Oct 1;15(10):9277-9293. doi: 10.21037/qims-2025-1136.

2. Gkintoni E, Vassilopoulos SP, Nikolaou G, Vantarakis A. Neurotechnological Approaches to Cognitive Rehabilitation in Mild Cognitive Impairment: A Systematic Review of Neuromodulation, EEG, Virtual Reality, and Emerging AI Applications. Brain Sci. 2025 May 28;15(6):582. doi: 10.3390/brainsci15060582.

3. Ewen JB, Babiloni C, Collins GS, Ethridge LE, Gotman J, Ikeda A, Karoly PJ, Potter WZ, Rampp S, Seeck M, Beniczky S. The GREENBEAN checklist for reporting studies evaluating the effectiveness of EEG-based biomarkers. Clin Neurophysiol. 2025;176:2110777. doi: 10.1016/j.clinph.2025.2110777.

4. Pascual-Marqui RD, Michel CM, Lehmann D. Low resolution electromagnetic tomography: a new method for localizing electrical activity in the brain. Int J Psychophysiol. 1994;18(1):49-65. doi: 10.1016/0167-8760(84)90014-x.

5. Frühwirt W, Mairhofer M, Hahn A, Garn H, Waser M, Schmidt R, Benke T, Dal-Bianco P, Ransmayr G, Grossegger D, Roberts S, Dorffner G. Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography does not improve EEG Alzheimer's disease assessment. Neuroimage. 2025 Apr 15;310:121144. doi: 10.1016/j.neuroimage.2025.121144.

6. Dattola S., Morabito F.C., Mammone N., La Foresta F. Findings about LORETA applied to high-density EEG - a review. Electronics 2020, 9, 660. doi:10.3390/electronics9040660.

7. Hasan MA, Vuckovic A, Qazi SA, Yousuf Z, Shahab S, Fraser M. Immediate effect of neurofeedback training on the pain matrix and cortical areas involved in processing neuropsychological functions. Neurol Sci. 2021 Nov;42(11):4551-4561. doi: 10.1007/s10072-021-05125-1.

8. Greaves D, Psaltis PJ, Ross TJ, Davis D, Smith AE, Boord MS, Keage HAD. Cognitive outcomes following coronary artery bypass grafting: A systematic review and meta-analysis of 91,829 patients. Int J Cardiol. 2019;289:43-49. doi: 10.1016/j.ijcard.2019.04.065.

9. O'Gara BP, Mueller A, Gasangwa DVI, Patxot M, Shaefi S, Khabbaz K, Banner-Goodspeed V, Pascal-Leone A, Marcantonio ER, Subramaniam B. Prevention of Early Postoperative Decline: A Randomized, Controlled Feasibility Trial of Perioperative Cognitive Training. Anesth Analg. 2020;130(3):586-595. doi: 10.1213/ANE.0000000000004469.

10. 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.

11. Тарасова И.В., Трубникова О.А., Куприянова Т.В., Соснина А.С., Сырова И.Д., Ложкин И.С., Барбараш О.Л. Влияние стойкой послеоперационной когнитивной дисфункции на показатели качества жизни у пациентов в отдаленном послеоперационном периоде коронарного шунтирования. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2020;13(6):489 496. doi:10.17116/kardio202013061489.

12. Тарасова И.В., Трубникова О.А., Кухарева И.Н. и др. Эффекты когнитивной реабилитации с применением двойной задачи у пациентов в раннем послеоперационном периоде прямой реваскуляризации миокарда. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2021;10(3):15-25. doi:10.17802/2306-1278-2021-10-3-15-25.

13. Babiloni C, Blinowska K, Bonanni L, Cichocki A, De Haan W, Del Percio C, Dubois B, Escudero J, Fernández A, Frisoni G, Guntekin B, Hajos M, Hampel H, Ifeachor E, Kilborn K, Kumar S, Johnsen K, Johannsson M, Jeong J, LeBeau F, Lizio R, Lopes da Silva F, Maestú F, McGeown WJ, McKeith I, Moretti DV, Nobili F, Olichney J, Onofrj M, Palop JJ, Rowan M, Stocchi F, Struzik ZM, Tanila H, Teipel S, Taylor JP, Weiergräber M, Yener G, Young-Pearse T, Drinkenburg WH, Randall F. What electrophysiology tells us about Alzheimer's disease: a window into the synchronization and connectivity of brain neurons. Neurobiol Aging. 2020 Jan;85:58-73. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2019.09.008. Epub 2019 Sep 19. PMID: 31739167.

14. Vanneste S, Song JJ, De Ridder D. Thalamocortical dysrhythmia detected by machine learning. Nat Commun. 2018;9(1):1103. doi: 10.1038/s41467-018-02820-0.

15. 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.

16. Bhushan S, Li Y, Huang X, Cheng H, Gao K, Xiao Z. Progress of research in postoperative cognitive dysfunction in cardiac surgery patients: A review article. Int J Surg. 2021 Nov;95:106163. doi: 10.1016/j.ijsu.2021.106163.

17. Relander K, Hietanen M, Rämö J, Vento A, Tikkala I, Roine RO, Lindsberg PJ, Soinne L. Differential Cognitive Functioning and Benefit From Surgery in Patients Undergoing Coronary Artery Bypass Grafting and Carotid Endarterectomy. Front Neurol. 2022 Mar 8;13:824486. doi: 10.3389/fneur.2022.824486.

18. Badgaiyan RD, Weise S, Wack DS, Vidal Melo MF. Attenuation of regional cerebral blood flow during memory processing after coronary artery bypass surgery. Anesth Analg. 2014 Sep;119(3):550-553. doi: 10.1213/ANE.0000000000000334.

19. Ebina K, Matsui M, Kinoshita M, Saito D, Nakada M. The effect of damage to the white matter network and premorbid intellectual ability on postoperative verbal short-term memory and functional outcome in patients with brain lesions. PLoS One. 2023 Jan 20;18(1):e0280580. doi: 10.1371/journal.pone.0280580.