1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физиология человека
  4. T. 49, № 4, 2023

Физиология человека, 2023, T. 49, № 4, стр. 115-123

Концептуальные аспекты вестибулярной нейромодуляции

А. Г. Нарышкин 1, 3, 4, *, И. В. Галанин 1, А. Л. Горелик 1, 3, Р. Ю. Селиверстов 4, 5, Т. А. Скоромец 1, 2

1 ФГБУ Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии имени В.М. Бехтерева МЗ РФ
Санкт-Петербург, Россия

2 Первый Санкт-Петербургский медицинский университет имени академика И.П. Павлова
Санкт-Петербург, Россия

3 ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН
Санкт-Петербург, Россия

4 ГБОУ ВО Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова МЗ РФ
Санкт-Петербург, Россия

5 ФГБУН Институт мозга человека имени Н.П. Бехтеревой РАН
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: naryshkin56@mail.ru

Поступила в редакцию 31.08.2022
После доработки 10.02.2023
Принята к публикации 07.03.2023

Аннотация

В данном обзоре освещено развитие вестибулярной системы в фило- и онтогенезе, ее влияние на формирующийся и зрелый мозг. На основании исследований последних лет описаны образующиеся под влиянием вестибулярного аппарата (ВА) нейрональные сети. Базовой функцией ВА является гравитационная чувствительность, детектором которой служит отолитовый аппарат преддверия. В силу этой его особенности основное свойство ВА – его главенствующее участие в мультимодальных синтетических процессах. Рассмотрены различные методы вестибулярной нейромодуляции (ВНМ) и ее возможности при лечении различных заболеваний головного мозга. “Точкой приложения” ВНМ является ее влияние на макулярный аппарат преддверия, что и объясняет ее эффективность при различных заболеваниях головного мозга.

Ключевые слова: вестибулярная система, отолитовый аппарат преддверия, гравитационная чувствительность, головной мозг, мультимодальные синтетические процессы, вестибулярная нейромодуляция, механические, калорические, гальванические, химические методы.

Список литературы

  1. Besnard S., Lopez C., Brandt T. et al. Editorial: The Vestibular System in Cognitive and Memory Processes in Mammalians // Front. Integr. Neurosci. 2015. V. 9. P. 55.

  2. Graf W., Klam F. Le systeme vestibulaire: anatomie fonctionnelle et comparée, évolution et développement // C. R. Palevol. 2006. V. 5. № 3–4. P. 637.

  3. Нарышкин А.Г., Галанин И.В., Егоров А.Ю. Современные возможности вестибулярной нейромодуляции // Magyar Tudomanyos J. 2019. № 34. С. 44.

  4. Huang Y., Mao H., Chen Y. Regeneration of hair cells in the human vestibular system // Front. Mol. Neurosci. 2022. V. 15. P. 854635.

  5. Любимова З.В., Никитина А.А. Возрастная анатомия и физиология. Т. 1. Организм человека, его регуляторные и интегративные системы. Учебник для среднего профессионального образования. М.: Издательство Юрайт, 2017. С. 340.

  6. Maudoux A., Vitry S., El-Amraoui A. Vestibular Deficits in Deafness: Clinical Presentation, Animal Modeling, and Treatment Solutions // Front. Neurol. 2022. V. 13. P. 816534.

  7. Bigelow R.T., Agrawal Y. Vestibular involvement in cognition: Visuospatial ability, attention, executive function, and memory // J. Vestib. Res. 2015. V. 25. № 2. P. 73.

  8. Soza A. Vestibular Stimulation in Neuropsychiatry // Ann. Behav. Neurosci. 2020. V. 3. № 1. P. 245.

  9. Крюков А.И., Кунельская Н.Л., Гаров Е.В. и др. Диагностика эндолимфатического гидропса // Вестник оториноларингологии. 2013. Т. 78. № 2. С. 4.

  10. Пальчун В.Т., Гусева А.Л., Байбакова Е.В. Вестибулярный нейронит // Consilium Medicum. 2017. Т. 19. № 2. С. 64.

  11. Fitzpatrick R.C., Day B.L. Probing the human vestibular system with galvanic stimulation // J. Appl. Physiol. 2004. V. 96. № 6. P. 2301.

  12. Ferrè E.R., Harris L.R. Introduction to Vestibular Cognition Special Issue: Progress in Vestibular Cognition // Multisens. Res. 2015. V. 28. № 5–6. P. 393.

  13. Britton Z., Arshad Q. Vestibular and Multi-Sensory Influences Upon Self-Motion Perception and the Consequences for Human Behavior // Front. Neurol. 2019. V. 10. P. 63.

  14. DelleMonache S., Indovina I., Zago M. et al. Watching the Effects of Gravity. Vestibular Cortex and the Neural Representation of “Visual” Gravity // Front. Integr. Neurosci. 2021. V. 15. P. 793634.

  15. Zu Eulenburg P., Caspers S., Roski C., Eickhoff S.B. Metaanalytical definition and functional connectivity of the human vestibular cortex // Neuroimage. 2012. V. 60. № 1. P. 162.

  16. Lopez C., Blanke O., Mast F. The human vestibular cortex reveled by coordinate-based activation likelihood estimation meta-analysis // Neuroscience. 2012. V.  212. P. 159.

  17. Smith J.L., Trofimova A., Ahluwalia V. et al. The “vestibular neuromatrix”: A proposed, expanded vestibular network from graph theory in post-concussive vestibular dysfunction // Hum. Brain Mapp. 2022. V. 43. № 5. P. 1501.

  18. Ibitoye R.T., Mallas E.-J., Bourke N.J. et al. The human vestibular cortex: functional anatomy of OP2, its connectivity and the effect of vestibular disease // Cereb. Cortex. 2022. V. 33. № 3. P. 567.

  19. Lopez C. The vestibular system: balancing more than just the body // Curr. Opin. Neurol. 2016. V. 29. № 1. P. 74.

  20. Dieterich M., Brandt T. Functional brain imaging of peripheral and central vestibular disorders // Brain. 2008. V. 131. Pt. 10. P. 2538.

  21. Cullen K.E. Physiology of central pathways / Handbook of Clinical Neurology. V. 137. 3rd series. Neuro-Otology // Eds. Furman J.M., Lempert T.L. Amsterdam etc: Elsevier, 2016. Ch. 2. P. 17.

  22. Wypych A., Serafin Z., Marzec M. et al. Grey matter activation by caloric stimulation in patients with unilateral peripheral vestibular hypofunction // Neuroradiology. 2019. V. 61. № 5. P. 585.

  23. Дамулин И.В. Современные представления о центральных механизмах кохлео-вестибулярных нарушений // Неврологический журн. 2018. Т. 23. № 1. С. 4.

  24. Chen A., Zeng F., De Angelis G.C., Angelaki D.E. Dynamics of Heading and Choice-Related Signals in the Parieto-Insular Vestibular Cortex of Macaque Monkeys // J. Neurosci. 2021. V. 41. № 14. P. 3254.

  25. Karnath H.-O., Mölbert S.C., Klaner A.K. et al. Visual perception of one’s own body under vestibular stimulation using biometric self-avatars in virtual reality // PLoS One. 2019. V. 14. № 3. P. e0213944.

  26. Daniel A., Barker L., Martini M. Pain modulation by illusory body rotation: A new way to disclose the interaction between the vestibular system and pain processing // Eur. J. Pain. 2020. V. 24. № 6. P. 1119.

  27. Акберов Б.И. Использование метода калорической вестибулярной стимуляции в терапии психических расстройств // Практическая медицина. 2019. Т 17. № 3. С. 44.

  28. Bitsch F., Berger P., Nagels A. et al. Impaired right temporoparietal junction-hippocampus connectivity in schizophrenia and its relevance for generating representations of other minds // Schizophr. Bull. 2019. V. 45. № 4. P. 934.

  29. Hagiwara K., Perchet C., Frot M. et al. Cortical modulation of nociception by galvanic vestibular stimulation: A potential clinical tool? // Brain Stimul. 2020. V. 13. № 1. P. 60.

  30. Kumar S.S., Archana R., Mukkadan J.K. Effect of Natural Vestibular Stimulation on Self-Esteem Levels in Relation to Stress // Int. J. Biochem. Physiol. 2018. V. 3. № 3. P. 1.

  31. Van Hecke R., Deconinck F.J.A., Wiersema J.R. et al. Balanced Growth project: a protocol of a single-centre observational study on the involvement of the vestibular system in a child’s motor and cognitive development // BMJ Open. 2021. V. 11. № 6. P. e049165.

  32. Hoeve J. Clinical Evidence of Vestibular Dysregulation in Colicky Babies Before and After Chiropractic Treatment vs. Non-colicky Babies // Front. Pediatr. 2021. V. 9. P. 668457.

  33. Holé J., Reilly K.T., Nash S., Rode G. Caloric Vestibular Stimulation Reduces the Directional Bias in Representational Neglect // Brain Sci. 2020. V. 10. № 6. P. 323.

  34. Smith L., Gkioka A., Wilkinson D. Vestibular-guided visual search // Exp. Brain Res. 2020. V. 238. № 3. P. 689.

  35. Долина И.В., Сакович А.Р. Методы исследования вестибулярного аппарата: учеб. метод. пособие. Минск: БГМУ, 2015. 23 с.

  36. Jinu K.V., Mukkadan J.K., Archana R. Effect of bilateral and unilateral caloric vestibular stimulation in scopolamineinduced dementia in Wistaralbino rats // Biomedical Research. 2018. V. 29. № 15. P. 3117.

  37. Black R.D., Bell R.P., Riska K.M. et al. The Acute Effects of Time-Varying Caloric Vestibular Stimulation as Assessed With f-MRI // Front. Syst. Neurosci. 2021. V. 15. P. 648928.

  38. Кеннон В., Розенблют А. Повышение чувствительности денервированных структур / Закон денервации. Пер. с англ. М.: Изд-во Иностранной Литературы, 1951. С. 205.

  39. Xu X.M., Luo H., Rong B.B. et al. Nonpharmacological therapies for central poststroke pain: A systematic review // Medicine (Baltimore). 2020. V. 99. № 42. P. e22611.

  40. McGeoch P.D., Williams L.E., Lee R.R., Ramachandran V.S. Behavioural evidence for vestibular stimulation as a treatment for central poststrokepain // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 2008. V. 79. № 11. P. 1298.

  41. Blech B., Starling A.J. Noninvasive Neuromodulation in Migraine // Curr. Pain Headache Rep. 2020. V. 24. № 12. P. 78.

  42. Wilkinson D., Podlewska A., Banducci S.E. et al. Caloric vestibular stimulation for the management of motor and non-motor symptoms in Parkinson’s disease // Parkinsonism Relat. Disord. 2019. V. 65. P. 261.

  43. Moossavi1 A., Jafari M. Vestibular contribution to memory processing // Aud. Vestib. Res. 2019. V. 28. № 2. P. 62.

  44. Wilkinson D. Caloric and galvanic vestibular stimulation for the treatment of Parkinson’s disease: rationale and prospects // Expert Rev. Med. Devices. 2021. V. 18. № 7. P. 649.

  45. Beh S.C. Vestibular Migraine: How to Sort it Out and What to Do About it // J. Neuroophthalmol. 2019. V. 39. № 2. P. 208.

  46. Yang L., Ding W., Wu M. [Anxiety and depression state among patients with different type of vertigo and dizziness] // Lin Chung Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Za Zhi. 2021. V. 35. № 5. P. 440.

  47. Zhe X., Li C., Dongsheng Z. et al. Cortical Areas Associated With Multisensory Integration Showing Altered Morphology and Functional Connectivity in Relation to Reduced Life Quality in Vestibular Migraine // Front. Hum. Neurosci. 2021. V. 15. P. 717130.

  48. Lee J.-W., Lee G.E., An J.H. et al. Effects of Galvanic Vestibular Stimulation on Visual Memory Recall and EEG // J. Phys. Ther. Sci. 2014. V. 26. № 9. P. 1333.

  49. Pasquier F., Denise P., Gauthier A. et al. Impact of Galvanic Vestibular Stimulation on Anxiety Level in Young Adults // Front. Syst. Neurosci. 2019. V. 13. P. 14.

  50. Kumar S.S., Rajagopalan A., Mukkadan J.K. Vestibular Stimulation for Stress Management in Students // J. Clin. Diagn. Res. 2016. V. 10. № 2. P. 27.

  51. Ghanavati E., Zarbakhsh M., Haghgoo H. Effects of vestibular and tactile stimulation on behavioral disorders due to sensory processing deficiency in 3–13 years old Iranian autistic children // Iran J. Public Health. 2013. V. 11. Special issue. P. 52.

  52. Preuss N., Kalla R., Müri R., Mast F.W. Framing susceptibility in a risky choice game is altered by galvanic vestibular stimulation // Sci. Rep. 2017. V. 7. № 1. P. 2947.

  53. Sackeim H.A., Prudic J., Devanand D.P. et al. A prospective, randomized, double-blind comparison of bilateral and right unilateral electroconvulsive therapy at different stimulus intensities // Arch. Gen. Psychiatry. 2000. V. 57. № 5. P. 425.

  54. Thomas C., Truong D., Clark T., Datta A. Understanding current flow in Galvanic Vestibular Stimulation: A Computational Study // Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2020. V. 2020. P. 2442.

  55. Lee S., Smith P.F., Lee W.H., McKeown M.J. Frequency-Specific Effects of Galvanic Vestibular Stimulation on Response-Time Performance in Parkinson’s Disease // Front. Neurol. 2021. V. 12. P. 758122.

  56. Jagadeesan T., Rajagopal A., Sivanesan S. Vestibular stimulation: a noninvasive brain stimulation in Parkinson’s disease & its implications // J. Complement Integr. Med. 2021. V. 18. № 4. P. 657.

  57. Wilkinson D. Caloric and galvanic vestibular stimulation for the treatment of Parkinson’s disease: rationale and prospects // Expert Rev. Med. Devices. 2021. V. 18. № 7. P. 649.

  58. Khoshnam M., Häner D.M.C., Kuatsjah E. et al. Effects of Galvanic Vestibular Stimulation on Upper and Lower Extremities Motor Symptoms in Parkinson’s Disease // Front. Neurosci. 2018. V. 12. P. 32.

  59. Kataoka H., Okada Y., Kiriyma T. et al. Effect of galvanic vestibular stimulation on axial symptoms in Parkinson’s disease // J. Cent. Nerv. Syst. Dis. 2022. V. 14. P. 11795735221081599.

  60. Sluydts M., Curthoys I., Vanspauwen R. et al. Electrical Vestibular Stimulation in Humans: A Narrative Review // Audiol. Neurootol. 2020. V. 25. № 1–2. P. 6.

  61. Pliego A., Vega R., Gómez R. et al. A transient decrease in heart rate with unilateral and bilateral galvanic vestibular stimulation in healthy humans // Eur. J. Neurosci. 2021. V. 54. № 2. P. 4670.

  62. Miller S.M. Vestibular neuromodulation: stimulating the neural crossroads of psychiatric illness // Bipolar Disord. 2016. V. 18. № 6. P. 539.

  63. Нарышкин А.Г., Преображенская И.Г., Тимофеев И.С. и др. Новый патогенетический способ лечения цервикальной дистонии (обоснование, методика, результаты) // Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 2000. № 3. С. 7.

  64. Нарышкин А.Г., Галанин И.В., Горелик А.Л. и др. Частные вопросы нейропластичности / Вестибулярная дерецепция. СПб.: “Фолиант”, 2017. 192 с.

  65. Нарышкин А.Г., Галанин И.В., Горелик А.Л. и др. Новые возможности в лечении алкогольного корсаковского синдрома // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2013. Т. 15. № 4. С. 77.

  66. Нарышкин А.Г., Галанин И.В., Горелик А.Л. и др. Эффективность вестибулярной дерецепции и ее механизмы при лечении амнестического синдрома // Обозрение психиатрии и медицинской психологии им. В.М. Бехтерева. 2016. № 2. С. 21.

  67. Нарышкин А.Г., Галанин И.В., Горелик А.Л. и др. Вестибулярная дерецепция как метод нейромодуляции при лечении неврологических и психических проявлений болезни Паркинсона // Обозрение психиатрии и медицинской психологии им. В.М. Бехтерева. 2017. № 4. С. 89.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физиология человека

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал