НЕЙРОПЛАСТИЧНІСТЬ ТА РЕАБІЛІТАЦІЯ ПРИ ФАНТОМНИХ БОЛЯХ ПІСЛЯ АМПУТАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.32782/2221-1217-2025-2-02Ключові слова:
нейропластичність, фантомний біль, реабілітаційні методиАнотація
У статті описано сучасні погляди на сутність, види, значення та механізми нейропластичності, а також чинники, що впливають на неї. Нейропластичність відіграє ключову роль у виникненні та лікуванні фантомних болів. Наразі вчені стверджують, що фантомний біль є результатом адаптивної кортикальної пластичності, яка викликана тривалим сенсорним досвідом і змінами у мозковій організації, а не тільки наслідками неадаптивних змін або нейронної деградації, як вважалось раніше. Це змушує переосмислити, як мозок організує свої функції після ампутації, і відкриває нові можливості для лікування фантомного болю. Описано зміни після втрати кінцівки у важливих зонах кори півкуль великого мозку – моторній та соматосенсорній. Після ампутації пацієнт може відчувати, що може рухати втраченою кінцівкою. При цьому відповідна зона кори у прецентральній звивині активується. Припускають, що фантомний біль може бути результатом дисбалансу між такими моторними командами і відсутністю сенсорного зворотного зв’язку, а також сприяти виникненню фантомного болю. Після ампутації нервова система може неправильно інтерпретувати сигнали, що надходять від залишків кінцівки. Це також може викликати відчуття фантомного болю. Після ампутації зникають чутливі імпульси від втраченої кінцівки, в результаті чого відбувається реорганізація кортикальних карт, проявляється феномен «дзеркального болю» та «телескопування». Високопольова нейровізуалізація та багатовимірні методи надають нових можливостей для дослідження соматосенсорних репрезентацій у корі відсутньої кінцівки. Кортикальне картування може бути використане як потенційний орієнтир для моніторингу реабілітації після периферійних травм. Основні підходи, що використовують нейропластичність для полегшення фантомного болю, включають пропріоцептине тренування, дзеркальну терапію, терапію віртуальною реальністю, сенсорну та моторну стимуляції, когнітивно-поведінкову терапію. Глибоке розуміння рухової та сенсорної перебудови периферійної та центральної нервової системи, що відбувається після ампутації, може допомогти вдосконалити клінічні втручання для покращення якості життя людей з набутою втратою кінцівок.
Посилання
1. Матвієнко Ю.О., Матвієнко Я.В. Нейропластичність (Огляд проблеми). Феномен людини. Здоровий спосіб життя. 2022. Вип. 105 (171). C. 31–40.
2. Невмержицька Н.М., Яременко Л.М., Грабовий О.М. Роль мезенхімальних стовбурових клітин у регенерації периферичного нерва. Pathologia. 2024. Vol. 21. № 2. С. 170–176.
3. Abraham W.C., Bear M.F. Metaplasticity: the plasticity of synaptic plasticity. Trends Neurosciences. 1996. Volume 19. № 4. P. 126–130. DOI: https://doi.org/10.1016/S0166-2236(96)80018-X
4. Alvites R.D., Branquinho M.V., Sousa A.C., Amorim I., Magalhães R., João F. et al. Combined Use of Chitosan and Olfactory Mucosa Mesenchymal Stem/Stromal Cells to Promote Peripheral Nerve Regeneration In Vivo. Stem Cells Int. 2021. 2021:6613029. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/6613029
5. Andoh J., Diers M., Milde C., Frobel C., Kleinbohl D., Flor H. Neural correlates of evoked phantom limb sensations. Biol. Psychol. 2017. 126. P. 89–97. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2017.04.009
6. Andoh J., Milde C., Tsao J.W., Flor H. Cortical plasticity as a basis of phantom limb pain: Fact or fiction? Neuroscience. 2018. № 387. P. 85–91. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2017.11.015
7. Aternali A., Katz J. Recent advances in understanding and managing phantom limb pain. F1000Research. 2019. № 8. P. 1167. DOI: https://doi.org/10.12688/f1000research.19355.1
8. Barbin J., Seetha V., Casillas J.M., Paysant J., Pérennou D. The effects of mirror therapy on pain and motor control of phantom limb in amputees: a systematic review. Ann Phys Rehabil Med. 2016. № 59. P. 270–275. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rehab.2016.04.001
9. Bliss T.V. P., Lomo T. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant 1 path. Journal of Physiology. 1973. № 232 (2). Р. 331–356. DOI: https://doi.org/10.1113/jphysiol.1973.sp010273
10. Blume K.R., Dietrich C., Huonker R., Götz T., Sens E., Friedel R. et al. Cortical reorganization after macroreplantation at the upper extremity: a magnetoencephalographic study. Brain. 2014. № 137. P. 757–769. DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awt366
11. Campo-Prieto P., Rodríguez-Fuentes G. Effectiveness of mirror therapy in phantom limb pain: a literature review. Neurologia (Engl Ed). 2022. № 37 (8). P. 668–681. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nrleng.2018.08.005
12. Chen A., Yao J., Kuiken T., Dewald J.P.A. Cortical motor activity and reorganization following upper-limb amputation and subsequent targeted reinnervation. Neuroimage Clin. 2013. № 3. P. 498–506. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nicl.2013.10.001
13. Chen R., Corwell B., Yaseen Z., Hallett M., Cohen L.G. Mechanisms of cortical reorganization in lower-limb amputees. J Neurosci. 1998. № 18 (9). P. 3443–3450. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.18-09-03443.1998
14. Citri A., Malenka R.C. Synaptic Plasticity: Multiple Forms, Functions, and Mechanisms. Neuropsychopharmacology. 2008. № 33. P. 18–41. DOI: https://doi.org/10.1038/sj.npp.1301559
15. de Sousa F.M.S., Ordônio T.F., Santos G.C.J., Santos L.E.R., Calazans C.T., Gomes D.A., Meireles S.T. Effects of Physical Exercise on Neuroplasticity and Brain Function: A Systematic Review in Human and Animal Studies. Neural Plast. 2020. 8856621. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/8856621
16. Duarte D., Bauer C.C.C., Pinto C.B., Velez F.G.S., Estudillo-Guerra M.A., Pacheco-Barrios K. et al. Cortical plasticity in phantom limb pain: A fMRI study on the neural correlates of behavioral clinical manifestations. Psychiatry Res Neuroimaging. 2020. № 304. 111151. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pscychresns.2020.111151
17. Fernandes D., Carvalho A.L. Mechanisms of homeostatic plasticity in the excitatory synapse. J Neurochem. 2016. № 139 (6). P. 973–996. DOI: https://doi.org/10.1111/jnc.13687
18. Flor H. Phantom-limb pain: characteristics, causes, and treatment. Lancet Neurol. 2002. № 1 (3). P. 182–189. DOI: https://doi.org/10.1016/S1474-4422(02)00074-1
19. Foell J., Bekrater-Bodmann R., Diers M., Flor H. Mirror therapy for phantom limb pain. EJP. 2014. № 18. P. 729–739. DOI: https://doi.org/10.1002/j.1532-2149.2013.00433.x
20. Gazerani P. The neuroplastic brain: current breakthroughs and emerging frontiers. Brain research. 2025. № 1858. 149643. DOI: https://doi.org/10.1016/j.brainres.2025.149643
21. Grüsser S.M., Diers M., Flor H. Phantom limb pain: aspects of neuroplasticity and intervention. Anasthesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther. 2003. № 38 (12). Р. 762–766. DOI: https://doi.org/10.1055/s-2003-45403
22. Guémann M., Olié E., Raquin L., Courtet P., Nathan R. Effect of mirror therapy in the treatment of phantom limb pain in amputees: A systematic review of randomized placebo-controlled trials does not find any evidence of efficacy. Eur J Pain. 2023. № 27 (1). P. 3–13. DOI: https://doi.org/10.1002/ejp.2035
23. Hebb D.O. The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory. New York: Psychology Press, 2005. 279 р.
24. Huber D., Gutnisky D.A., Peron S., O’Connor D.H., Wiegert J.S., Tian L. Multiple dynamic representations in the motor cortex during sensorimotor learning. Nature. 2012. № 484. Р. 473–478. DOI: https://doi.org/10.1038/nature11039
25. Ismail F.Y., Fatemi A., Johnston M.V. Cerebral plasticity: Windows of opportunity in the developing brain. Eur J Paediatr Neurol. 2017. № 21 (1). Р. 23–48. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejpn.2016.07.007
26. Issa C.J., Svientek S.R., Dehdashtian A., Cederna P.S., Kemp S.W.P. Pathophysiological and Neuroplastic Changes in Postamputation and Neuropathic Pain: Review of the Literature. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2022. № 10 (9). e4549. DOI: https://doi.org/10.1097/GOX.0000000000004549
27. Kikkert S., Johansen-Berg H., Tracey I., Makin T.R. Reaffirming the link between chronic phantom limb pain and maintained missing hand representation. Cortex. 2018. 106. P. 174–184. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cortex.2018.05.013
28. Knobloch M., Jessberger S. Metabolism and neurogenesis. Curr Opin Neurobiol. 2017. № 42. Р. 45–52. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conb.2016.11.006
29. Kubiak C.A., Grochmal J., Kung T.A., Cederna P.S., Midha R., Kemp S.W.P. Stem-cell-based therapies to enhance peripheral nerve regeneration. Muscle Nerve. 2020. № 61 (4). Р. 449–459. DOI: https://doi.org/10.1002/mus.26760
30. Külünkoğlu B.A., Erbahçeci F., Alkan A. A comparison of the effects of mirror therapy and phantom exercises on phantom limb pain. Turk J Med Sci. 2019. № 49 (1). P. 101–109. doi: 10.3906/sag-1712-166. DOI: https://doi.org/10.3906/sag-1712-166
31. Langer N., Hanggi J., Muller N.A., Simmen H.P., Jancke L. Effects of limb immobilization on brain plasticity. Neurology. 2012. № 78. P. 182–188. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e31823fcd9c
32. Lavorato A., Raimondo S., Boido M., Muratori L., Durante G., Cofano F. et al. Mesenchymal Stem Cell Treatment Perspectives in Peripheral Nerve Regeneration: Systematic Review. Int J Mol Sci. 2021. № 22 (2). Р. 572. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms22020572
33. Lyu Y., Guo X., Bekrater-Bodmann R., Flor H., Tong S. Phantom limb perception interferes with motor imagery after unilateral upper-limb amputation. Sci Rep. 2016. № 6. 21100. DOI: https://doi.org/10.1038/srep21100
34. Maihöfner C., Nickel F. T., Seifert F. Neuropathic pain and neuroplasticity in functional imaging studies. Schmerz. 2010. № 24 (2). Р. 137–145. DOI: https://doi.org/10.1007/s00482-010-0902-6
35. Makin T.R. Phantom limb pain: thinking outside the (mirror) box. Brain. 2021. № 144 (7). Р. 1929–1932. DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awab139
36. Makin T.R., Flor H. Brain (re)organization following amputation: Implications for phantom limb pain. Neuroimage. 2020. № 218. Р. 116943. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116943
37. Makino H., Hwang E.J., Hedrick N.G., Komiyama T. Circuit mechanisms of sensorimotor learning. Neuron. 2016. № 92. P. 705–721. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2016.10.029
38. Mathot F., Shin A.Y., Van Wijnen A.J. Targeted stimulation of MSCs in peripheral nerve repair. Gene. 2019. № 710. Р. 17–23. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gene.2019.02.078
39. Melzack R., Coderre T.J., Katz J., Vaccarino A.L. Central neuroplasticity and pathological pain. Ann N Y Acad Sci. 2001. № 933. Р. 157–174. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2001.tb05822.x
40. Ol H.S., Heng Y.V., Danielsson L., Husum H. Mirror therapy for phantom limb and stump pain: a randomized controlled clinical trial in landmine amputees in Cambodia. Scand J Pain. 2018. № 18 (4). Р. 603–610. DOI: https://doi.org/10.1515/sjpain-2018-0042
41. Preissler S., Dietrich C., Blume K.R., Hofmann G.O., Miltner W.H.R., Weiss T. Plasticity in the visual system is associated with prosthesis use in phantom limb pain. Front. Hum. Neurosci. 2013. № 7. P. 311. DOI: https://doi.org/10.3389/fnhum.2013.00311
42. Puderbaugh M., Emmady P.D. Neuroplasticity. Natiomal Library of Medicine. 2023. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557811.
43. Raffin E., Mattout J., Reilly K.T., Giraux P. Disentangling motor execution from motor imagery with the phantom limb. Brain. 2012. № 135. P. 582–595. DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awr337
44. Rajendram C., Ken-Dror G., Han T., Sharma P. Efficacy of mirror therapy and virtual reality therapy in alleviating phantom limb pain: a meta-analysis and systematic review. BMJ Mil Health. 2022. № 168 (2). P. 173–177. DOI: https://doi.org/10.1136/bmjmilitary-2021-002018
45. Ramachandran V.S., Hirstein W. The perception of phantom limbs. The D.O. Hebb lecture. Brain. 1998. Vol. 121. № 9. Р. 1603–1630. DOI: https://doi.org/10.1093/brain/121.9.1603
46. Ramachandran V.S., Rogers-Ramachandran D. Phantom limbs and neural plasticity. Arch Neurol. 2000. № 57 (3). P. 317–320. DOI: https://doi.org/10.1001/archneur.57.3.317
47. Sampaio-Baptista C., Johansen-Berg H. White matter plasticity in the adult brain. Neuron. 2017. № 96. Р. 1239–1251. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2017.11.026
48. Sator-Katzenschlager S. Pain and neuroplasticity. Revista Médica Clínica Las Condes. 2014. Vol. 25. № 4. P. 699–706. DOI: https://doi.org/10.1016/S0716-8640(14)70091-4
49. Sparling T., Iyer L., Pasquina P., Petrus E. Cortical Reorganization after Limb Loss: Bridging the Gap between Basic Science and Clinical Recovery. J Neurosci. 2024. № 44 (1). e1051232024. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1051-23.2023
50. Sweatt J.D. Neural plasticity and behavior – sixty years of conceptual advances. J Neurochem. 2016. № 2. Р. 179–199. DOI: https://doi.org/10.1111/jnc.13580
51. Turrigiano G.G., Nelson S.B. Homeostatic plasticity in the developing nervous system. Nat Rev Neurosci. 2004. № 5 (2). Р. 97–107. DOI: https://doi.org/10.1038/nrn1327
52. Uz M., Das S.R., Ding S., Sakaguchi D.S., Claussen J.C., Mallapragada S.K. Advances in Controlling Differentiation of Adult Stem Cells for Peripheral Nerve Regeneration. Adv Healthc Mater. 2018. № 7 (14). e1701046. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.201701046
53. Wefelmeyer W., Puhl C. J, Burrone J. Homeostatic Plasticity of Subcellular Neuronal Structures: From Inputs to Outputs. Trends Neurosci. 2016. № 39 (10). Р. 656–667. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tins.2016.08.004
54. Wulf G., Lewthwaite R. Optimizing performance through intrinsic motivation and attention for learning: The OPTIMAL theory of motor learning. Psychonomic bulletin & review. 2016. № 23. Р. 1382–414. DOI: https://doi.org/10.3758/s13423-015-0999-9
55. Xie H.M., Zhang K.X., Wang S., Wang N., Wang N., Li X., Huang L.P. Effectiveness of Mirror Therapy for Phantom Limb Pain: A Systematic Review and Meta-analysis. Arch Phys Med Rehabil. 2022. № 103 (5). Р. 988–997. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apmr.2021.07.810
56. Ye Z., Wei J., Zhan C., Hou J. Role of Transforming Growth Factor Beta in Peripheral Nerve Regeneration: Cellular and Molecular Mechanisms. Front Neurosci. 2022. № 16. 917587. DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2022.917587
57. Zucker R.S., Regehr W.G. Short-term synaptic plasticity. Annu Rev Physiol. 2002. № 64. Р. 355–405. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.64.092501.114547
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
