Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний
Когнитивная реабилитация кардиохирургических пациентов: проблемы и перспективы
И. В. Тарасова, О. А. Трубникова, Д. С. Куприянова
Резюме
В работе представлен анализ современной литературы, касающийся такого метода восстановления когнитивных функций как двойные задачи, подразумевающий одновременное исполнение моторных и когнитивных заданий. Продемонстрирована неоднозначность полученных на настоящий момент данных об эффективности двойных задач при когнитивной реабилитации пожилых людей, лиц с травматическим и нейро- дегенеративным поражением мозга.
Предполагается, что успешность выполнения двойных задач связана с выраженностью эффектов трансфера и интерференции. Обозначены возможности и перспективы применения двойных задач в когнитивной реабилитации пациентов, перенесших кардиохирургические вмешательства.
Ключевые слова: когнитивная реабилитация, когнитивные функции, двойные задачи, эффект трансфера, кардиохирургическое вмешательство.
Abstract
Сognitive rehabilitation of cardiac surgery patients: problems and prospects
I.V. Tarasova, O. A. Trubnikova, D. S. Kupriyanova. State Research Institute for Complex Issues of Cardiovascular Diseases, Kemerovo 650002, Russian Federation
The paper analyzes modern literature on methods of cognitive functions recovery as dual tasks, implying simultaneous execution of motor and cognitive tasks. There is ambiguity of currently obtained data on the effectiveness of dual tasks in cognitive rehabilitation of elderly people, people with traumatic and neurodegenerative brain damage. It is assumed that the success of dual tasks is associated with the severity of transfer and interference effects. Opportunities and prospects of using dual tasks in cognitive rehabilitation of patients after cardiac surgery are outlined.
Key words: cognitive rehabilitation, cognitive functions, dual tasks, transfer effect, cardiac surgery.
Введение
Клинические и популяционные исследования показали, что возрастные и патологические изменения когнитивных функций связаны с физическим и эмоциональным здоровьем, а также качеством жизни у различных категорий пожилых людей [1, 2, 3].
За последние десятилетия число пожилых людей, подвергающихся кардиохирургическим процедурам, увеличивается быстрее, чем стареет население. Операция коронарного шунтирования (КШ) была основным методом лечения ишемической болезни сердца (ИБС) с момента ее появления более 50 лет назад [4, 5].
Несмотря на широкое внедрение в течение последних лет менее инвазивного чрескожного коронарного вмешательства, постепенно заменяющего КШ, этот вид кардиохирургического вмешательства остается необходимым для пациентов с множественным поражением коронарных сосудов [6, 7].
Проведение КШ в условиях искусственного кровообращения (ИК) несет в себе различные краткосрочные и долгосрочные риски, включая неврологические (инсульт, делирий и послеоперационные когнитивные расстройства) [5, 8].
Послеоперационная когнитивная дисфункция (ПОКД) является одним из наиболее распространенных послеоперационных осложнений, развиваясь у 30-70 % пациентов по данным разных авторов [8, 9]. В связи с этим профилактика послеоперационного снижения когнитивных функций у пациентов среднего и пожилого возраста после операции привлекает повышенное внимание.
Установлено, что снижение когнитивных способностей отрицательно влияет на успешность повседневной деятельности [10], что приводит к потере независимости [11], а также способствует преждевременному уходу от трудовой деятельности [12].
Установлено, что пациенты с ПОКД подвергаются более высокому риску смерти в первый год после операции [13].
Возникающий когнитивный дефицит может способствовать снижению приверженности пациента назначенному лечению, и, как следствие, к прогрессированию сердечно-сосудистого заболевания, ухудшению его отдаленного прогноза [14, 15].
В связи с вышеперечисленным, сохранение когнитивных функций у кардиохирургических пациентов является важной задачей современной медицины и обуславливает необходимость поиска новых подходов к восстановлению сниженных когнитивных функций и профилактике прогрессирования когнитивного дефицита.
Особенно важно исследовать способы восстановления когнитивных функций определенных рисковых категорий пациентов, в частности, перенесших КШ с применением ИК.
В любом виде человеческой деятельности обучение и практика приводят к повышению уровня приобретаемого навыка.
В последнее время все больше растет интерес к разработке специализированных когнитивных программ или методов когнитивного тренинга, которые приводят к улучшению более широкого спектра когнитивных способностей, выходящих за рамки конкретной обучающей задачи [2, 16, 17].
Однако анализ проведенных ранее исследований по когнитивному тренингу выявил ряд методологических проблем [16, 18, 19]. Принципиально важным является то, что существующие экспериментальные парадигмы когнитивного тренинга чаще всего приводят к улучшению производительности собственно тренируемых когнитивных способностей, но имеют ограничения с переносом этих навыков к другим связанным способностям, в том числе, аналогичным тренируемым.
В тоже время ряд исследований, в которых использовался метод когнитивного тренинга с несколькими заданиями, требующими подключения разнообразных когнитивных навыков, продемонстрировали перспективность этого подхода в восстановлении не только тренируемых когнитивных функций, но и других связанных способностей [17, 20, 21].
В настоящем обзоре мы представим анализ современной литературы, касающейся такого метода когнитивного тренинга как двойные задачи, возможностей и перспектив их применения у пациентов, перенесших кардиохирургические вмешательства.
Метод двойных задач в восстановлении когнитивных функций
Программы когнитивного тренинга уже успешно используются для стабилизации интеллектуальных функций и психического здоровья как у здоровых пожилых людей, так и у имеющих различную степень когнитивного дефицита [2]. Когнитивный тренинг показал свою эффективность при черепно-мозговых травмах, рассеянном склерозе, после инсульта [20, 22, 23, 24, 25, 26]. В отдельных работах продемонстрирован положительный эффект от применения когнитивных тренингов у пациентов в послеоперационном периоде кардиохирургических операций [27, 28].
В настоящее время существуют несколько различных видов когнитивных тренировок с использованием задач на рабочую память, скоростную обработку информации, видеоигр и виртуальной реальности [29, 30, 31]. В работе Е.М. Зубрицкой с соавт. [26], где восстановление когнитивных функций у пациентов с черепно-мозговой травмой осуществлялось с помощью программы компьютерного тренинга, воздействующей на речевые домены, было получено улучшение когнитивных функций по шкалам MMSE, FAB и ряду специализированных тестов внимания и памяти, наблюдалось уменьшение выраженности амнестического синдрома. В другом исследовании [25] постинсультным больным среднего и пожилого возраста проводился когнитивный тренинг с использованием авторской компьютерной программы, стимулирующей зрительно-пространственное восприятие. Было отмечено улучшение не только зрительно-перцептивной деятельности, но и внимания, и слухоречевой памяти. По мнению авторов, эффект компьютерной стимуляции сенсорных зон мозга распространялся на другие мозговые отделы, что приводило к восстановлению не только тренируемых функций.
Принимая во внимание вышесказанное, можно предполагать, что компьютеризированные программы для когнитивного тренинга имеют преимущество по сравнению с бумажными версиями, вследствие наличия прямой обратной связи они могут способствовать увеличению мотивации пациента к лечению [22, 23]. Вместе с тем при использовании компьютерных программ когнитивного тренинга у пожилых людей необходимо учитывать уровень компьютерных навыков пациента, стимулирующие задания должны иметь приемлемую субъективную трудность при выполнении и быть интересны для пациента. Выбор когнитивных тестов необходимо основывать на представлениях о том, какие когнитивные функции в наибольшей степени страдают при определенной патологии. В предыдущих работах показано, что у кардиохирургических пациентов развитие послеоперационного когнитивного дефицита сопровождается преимущественно нарушением функций фронтальных и парието-окципитальных отделов коры [32].
Особый интерес с позиции активности реабилитационного потенциала представляют комбинированные тренинги, состоящие из двух компонентов, моторного и когнитивного, так называемые «двойные задачи» [33, 34, 35]. Двойная задача подразумевает одновременное выполнение разноплановой деятельности - это может быть сочетание какой-то моторной активности (ходьба, движения рук или поддержание определенной позы) с выполнением когнитивных задач (внутренний счет, задачи на кратковременную память и внимание, дивергентные задачи). В проведенных исследованиях продемонстрировано, что когнитивные тренинги, представленные как двойные задачи, могут быть полезны для предотвращения когнитивного снижения, ассоциированного со старением [35, 36, 37]. Применение метода двойных задач показало свою эффективность в восстановлении нарушенных когнитивных функций при болезни Паркинсона, Альцгеймера, а также как метод профилактики падений пожилых людей [36, 37, 38]. Возможность использования двойных задач пациентами с ишемическим или травматическим поражением центральной нервной системы в настоящий момент активно обсуждается, так как нет однозначного мнения относительно их реабилитационного эффекта. Ряд авторов отмечают положительный эффект от включения их в реабилитационный курс [37, 39]. В других работах приводятся данные об ухудшении качества выполнения каждого из компонентов двойной задачи за счет преобладания процессов интерференции [24, 38]. Причиной неоднозначности полученных результатов может быть связана с выбором компонентов двойных задач, поэтому оптимален был бы подбор таких компонентов двойных задач, который учитывает особенности и тяжесть клинического статуса пациентов, а также форму мозгового поражения [40]. Учитывая рассеянность поражения когнитивных функций у кардиохирургических пациентов, использование двойных задач в качестве реабилитационного подхода с одновременным задействованием областей мозга, обеспечивающих исполнительные функции, внимание и рабочую память, а также моторные отделы коры, может иметь больший восстановительный эффект, чем изолированное применение физической реабилитации или когнитивных тренингов.
Перспективным представляется использование в качестве одного из компонентов когнитивного тренинга для восстановления нарушенных когнитивных функций дивергентной задачи, требующей нестандартных, творческих решений. Показано, что у пожилых лиц творческая деятельность может оказывать нейропротекторный эффект [41], способствует замедлению развития деменции [42, 43] и снижает риск возникновения старческой депрессии [44]. В работе
Е.Ю. Приводнова и Н.В. Вольф установлено, что важным компонентом успешного ментального старения является сохранность нестандартности мыслительного процесса, что также находит свое отражение в специфических паттернах активности мозга [45]. Также известно, что перестройка функциональных нейронных сетей при успешном решении когнитивных заданий у пожилых людей, как и при выполнении конкурентных задач лицами любого возраста реализуется за счет более широкого подключения ресурсов полушарий мозга [24, 46]. Следовательно, использование двойных задач как метода когнитивного тренинга за счет расширенной активации мозговых функциональных систем, может продемонстрировать более значительный восстановительный эффект на когнитивные функции пациентов, перенесших кардиохирургическое вмешательство.
Процессы трансфера и интерференции при использовании двойных задач в когнитивной реабилитации
В проведенных ранее исследованиях уже отмечалось, что тренировка одних видов когнитивных способностей вызывает повышение производительности других. Так, например, тренировки функций рабочей памяти вызывают положительные изменения в широком спектре когнитивных областей, таких как исполнительный контроль [39], эпизодическая память [47] и текучий интеллект [48]. При любой деятельности человек сталкивается с выполнением различных задач или последовательности задач, при этом исполнительные функции обычно контролируют наше поведение, в том числе, управляют подпроцессами в ситуациях с двумя одновременно выполняемыми задачами. Предполагается, что процессы исполнительного контроля, участвующие в координации двухкомпонентных задач, оптимизируются посредством обучения [39, 49]. При этом именно двойные задачи могут быть эффективны для активации исполнительных функций, так как для выполнения сложных, конкурирующих заданий требуется большая координация когнитивных процессов для того чтобы обеспечить возможность концентрации на обеих задачах. Природа возникающего преимущества в координации различных когнитивных процессов может быть частично объяснена за счет более выраженного эффекта трансфера, характеризующего двойные задачи, по сравнению с изолированными когнитивными или физическими тренингами [21, 50, 51]. Эффектом трансфера обычно называют повышение производительности других когнитивных задач у лиц, прошедших тренинг, в посттренировочный период по сравнению с исходным уровнем [19]. Различают «ближние» (между похожими, но не одинаковыми когнитивными задачами) и «отдаленные» (между когнитивными задачами, которые не связаны друг с другом) эффекты трансфера. Некоторые исследования показали положительный эффект трансфера у молодых [52, 53] и пожилых испытуемых [21, 54], в то время как другие сообщили о отрицательных результатах [19, 55]. В мета-анализе исследований когнитивного тренинга, проведенного с пожилыми лицами, сообщается об улучшениях в задачах, аналогичных тренируемым («ближний» эффект трансфера), а также о слабовыраженном эффекте «отдаленного» трансфера [56]. Однако, несмотря на положительные результаты некоторых исследований, доказательств «отдаленного» трансфера все еще недостаточно.