To study the nature and central mechanisms of movement regulation in pathological motor activity, studies were conducted on 3 groups of subjects suffering from motor and vocal tics. We discovered weakness and dystonia of the muscles prone to tics. A course of physical exercises with patients in group 1 led to muscle strengthening and a reduction in the number of tics. With the second group of subjects, a behavioral method of eliminating tics using negative reinforcement - "punishment" in the form of exercises - was used. As a result, all representatives of group 2 got rid of tics within 20 days. Probabilistic reinforcement of tics in subjects of group 3 did not lead to changes in pathological muscle activity. Central mechanisms of cortical plasticity in behavioral therapy of tics are discussed.
One manifestation of pathological activity in the CNS is tics - the most common movement disorders in childhood. They account for 4% - 28% of all muscle pathologies in children (16). Transient motor and vocal tics, ceasing within a year after onset, occur in approximately 25% of children; chronic tics, persisting for more than a year, are observed in approximately 1% of the population. Tics predominate in males and most often occur around 6-7 years of age (11; 16). Subsequently, the disease progresses, symptoms intensify, and the impact on the child's psychological status increases. In a broad sense, tics encompass a continuum of disorders from single transient and chronic tics to Tourette's syndrome (Gilles de la Tourette syndrome). These 3 components, 3 subtypes, are considered clinical variations of the entire tic spectrum. Tourette's disease or syndrome (TS) is a hereditary neurobehavioral disorder beginning in childhood, with established autosomal dominant inheritance of TS. It represents the most severe end of the spectrum of tic-related disorders and is characterized by chronic simple and complex fluctuating motor and vocal tics.
Most researchers associate the pathogenesis of this disease with hyperactivity of dopamine structures (2). In a narrow sense, tics are sudden, rapid, stereotypical, repetitive, non-rhythmic, brief, and inappropriate involuntary movements or vocalizations. Simple motor tics manifest as blinking, facial muscle movements, head twitching and turning, shoulder movements; simple vocal tics include throat clearing, sniffling, and grunting. Complex motor tics can be in the form of jumping, head shaking, grimacing, body bending; complex vocal tics occur in the form of palilalia (repeating fragments of speech), echolalia (repeating heard words), and coprolalia (involuntary utterance of obscene words).
The high interest in researching the pathogenesis of symptoms of these movement disorders is extremely important, since tics are often seen as an intermediate link between neurological and psychiatric symptoms (11). In the literature, tics are often classified as childhood neuroses, although almost everyone agrees on their organic etiology (6,13,16). Current or past organic brain diseases, neuroinfections, and stress play a role in the occurrence of tics. In the case of organic brain diseases, tics can be post-encephalitic, toxic, and post-traumatic. Based on conducted research, Shanko (2) found that 91% of children suffering from tics have mild neurological micro-organic symptoms, manifested by asymmetry of cranial innervation, impaired muscle tone and coordination of movements, and unevenness of tendon and abdominal reflexes. The author noted a complicated obstetric history, presence of pregnancy toxemias, threat of miscarriage, somatic diseases in the mother, prolonged or rapid labor, fetal asphyxia, and encephalic reactions in infancy and preschool age. Results of electrophysiological studies (nystagmography, bioelectrical activity of the brain and muscles, rheoencephalography) indicate the presence of organic cerebral dysfunction, mainly in the extrapyramidal system and deep brain structures.
In 93.3% of patients with hyperkinesis and tics, poorly differentiated, mild neurological symptoms were found, 26.4% of patients were born from pathological births, and 78.5% of examined patients had a history of perinatal pathology (1). Tics can arise as a result of direct brain injury or encephalitis. Saccomani et al. (12) found the presence of prenatal pathological factors in all examined children and adults with single and chronic tics. The use of certain stimulant medications in treating attention deficit can trigger tics. Among the youngest of the 555 patients participating in the experiment, tics appeared in 7.8% after taking methylphenidate; in 6.3% taking dextroamphetamine, and in 7.7% taking pemoline (17). The central nature of the disease is also evidenced by the dependence of tic intensity on the level of CNS arousal. Parents of children with tics participating in our studies noted an increase in tics in children during excitement and arousal and a weakening of pathological motor activity in a calm home environment. A widespread viewpoint holds that disinhibition of cortico-striato-thalamo-cortical neural circuits is involved in the pathogenesis of tics and TS (10). Recent neurobiological studies confirm that certain fronto-subcortical relationships play an important role in idiopathic obsessive-compulsive movements and TS. The prefrontal cortex and basal ganglia are involved in these central fronto-subcortical relationships (3).
The degree of involvement of the basal ganglia in involuntary movements and tics in children was studied by Giedd et al. (7) using a computer morphometric method. It turned out that in children with tics and/or obsessive-compulsive movements occurring after a streptococcal infection, the sizes of the caudate nucleus, putamen, and globus pallidus, but not the thalamus, were significantly larger than in healthy children. These facts agree with previously discovered data comparing the basal ganglia of patients with Sydenham's chorea and healthy patients (7). A study of cerebral regional blood flow (rCBF) in patients with obsessive-compulsive movements revealed a significant decrease in rCBF in the right orbitofrontal cortex compared to healthy subjects (5). Despite numerous studies of tic neuropathophysiology using various methods, the neurochemical substrate of the disease is still unclear. Much evidence converges on the primary role of the dopaminergic system, especially in the basal ganglia. Ernst et al. (6) studied the integrity of presynaptic dopaminergic functions in children with TS using positron emission tomography and labeled [(18)F] fluorodopa (FDOPA). Subjects with TS showed a high concentration of FDOPA in the left caudate nucleus (25%, p=0.03); in the right midbrain - Substantia nigra and ventral tegmentum - (53%, p=0.08) compared to controls. The authors believe that abnormal activity of this enzyme may reflect a deficiency of certain functional elements of the dopamine system (6). Sallee et al. (13) reported a decrease in basal serotonergic levels in children and adults with obsessive-compulsive movements. The use of risperidone, an antipsychotic with serotonin and dopamine blocking properties, is effective in reducing the frequency and intensity of tics in children and adults with chronic tics (9). Golden (8) reported the effectiveness of haloperidol in treating tics, although it is associated with a large number of side effects.
Although traditional antipsychotics are used for standard tic treatment, many doctors are reluctant to prescribe these substances due to concerns about potential short-term and long-term side effects (14). For example, a side effect of risperidone - a blocker of endogenous serotonin and dopamine - is significant weight gain (9). Newer atypical antipsychotics - clonidine, guanfacine, tetrabenazine, pergolide - offer some hope in suppressing tics, although only clonidine has been evaluated in controlled trials as a substance with positive, though not durable, results (14). According to Strykov et al. (16), pharmacotherapy is effective in 38% of cases, improvement occurs in 62% of patients, and 14% of patients persistently exhibit tics despite treatment. As we can see, pharmacotherapy does not always achieve results, and sometimes the result proves unstable. Moreover, the use of traditional and non-traditional antipsychotics and anticonvulsants does not occur without consequences for the child's nervous system, intellectual development, behavior, and psyche. That is why the search for behavioral therapy methods seems to us the most promising direction of research. To this end, children with simple motor and vocal tics were examined. We found specific dynamic characteristics of muscles prone to various involuntary movements: in all children, these muscles were weaker than in healthy peers. Assuming that strengthening the muscles might lead to changes in pathological muscle activity, we decided to conduct activities aimed at strengthening and building up the muscles with one group of subjects. Behavioral methods - negative reinforcement - were applied to another group of children to suppress tics.
METHOD.
The work was carried out on 32 children of both sexes aged 4 to 15 years with simple vocal tics (n=4), unnaturally frequent blinking (n=7), eye rolling (n=4), involuntary head turns (n=5), athetotic hand movements (n=3), shoulder shrugging (n=6), involuntary body movements (n=3). Selection criteria were the presence of tics noticeable not only to parents but also to others, and the absence of drug treatment for this condition. Along with interviewing parents, the medical history and medical record of each child were studied. During observation and tactile examination, the muscles performing certain involuntary movements were identified, and the examination was also conducted under conditions of extreme functional load. During the testing procedure, muscle groups prone to tics and involuntary movements were determined. For each patient, it was identified which muscles participate in the execution of tics. Depending on the examination results, an individual set of physical exercises was developed for each patient to increase muscle strength and tone. This included dynamic and static gymnastics with elements of weighting and resistance to movement. The exercises were aimed at strengthening the muscles and provided maximum load on them. The subjects were divided into 3 groups.
Group 1 included 10 children. Each child performed 4-5 types of exercises 10 times daily for 30-60 minutes over 20 days, training the muscles prone to tics.
Group 2 consisted of 10 people who, for 20 days after each manifestation of pathological muscle activity, received "punishment" in the form of performing 10 exercises, which served as negative reinforcement of the tics.
Group 3 was separated from the second during the experiment and consisted of 12 children who, for various reasons (insufficient persistence or inattention of parents, children's whims), performed exercises not after every tic, thus receiving probabilistic negative reinforcement.
The number of tics was counted daily by parents, and graphs of disease dynamics were created based on these results. The number of daily tics was determined for 5 days before the experiment, daily during the sessions, and 1, 3, and 6 months after the start of the experiment.
RESULTS.
As a result of studying the medical histories and records, it was found that in 18 subjects, the mother's pregnancy was pathological, 28 mothers had complicated deliveries, 24 children experienced birth trauma - newborn asphyxia, 4 received massive doses of antibiotics up to 2 months due to infectious diseases, 22 had elevated cranial pressure soon after birth, and 30 had impaired muscle tone. Parents noted that motor and vocal tics intensified during illness, excitement, and stress; in a calm home environment, manifestations of muscle pathology were minimal.
Observations of children and the testing procedure before the sessions revealed that:
a) the intensity of involuntary obsessive movements is much weaker than full muscle contraction;
b) the strength, endurance, and tone of muscles prone to tics are reduced compared to those in healthy children;
c) pathological muscle activity does not manifest itself during muscle tension under functional load.
Group 1. Performing physical exercises with the subjects led to qualitative changes in the dynamic characteristics of pathological muscle movements in all subjects. The intensity of tics, their amplitude, and volume decreased. An example of quantitative changes is shown in Fig. 1 and demonstrates a significant reduction in tics in a 6-year-old boy, I. In all children, the number of tics, regardless of the initial level, decreased almost by half.
Testing after 20 days revealed that the muscles indeed withstand greater strength and duration of load compared to the preliminary data before the start of the sessions. Repeated tests 1, 3, and 6 months after the start of the sessions revealed an increase in the number of tics by 30% - 50% compared to the results on the last 20th day of sessions, but they remained below the pre-treatment level. The altered dynamic characteristics of pathological muscle movement remained unchanged in all children 1, 3, and 6 months after the start of the sessions.
Group 2. Children who received negative reinforcement - "punishment" in the form of performing exercises every time after a tic - typically showed changes from the 2nd to 4th day of sessions. The number of tics decreased sharply within 2-3 days and then gradually decreased until complete disappearance (Fig. 2). In almost all representatives of this group, tics and involuntary movements disappeared on the 15th-20th day. In 3 children, single tics appeared on the 25th-30th day after the start of sessions but disappeared after performing a series of exercises. One boy exhibited a phenomenon of tics "moving" from one muscle group to another. As eye-squeezing disappeared, involuntary movements appeared - head turns, which, upon suppression, were replaced by wave-like hand movements (Fig. 3). Each time, the child performed new sets of exercises adequate for the given pathological movement. After 1, 2, and 6 months, no signs of pathological muscle activity were observed in any representative of group 2. We did not find a significant change in the dynamic characteristics of the muscles after the end of the sessions compared to the preliminary testing.
Group 3 - probabilistic reinforcement. This group included those who, for various reasons - parental inattention, lack of control, child's reluctance or whims - sometimes received punishment in the form of performing a set of exercises, and sometimes did not. The ratio of reinforced to non-reinforced tics in children varied: 40% : 60%; 50% : 50%; 70% : 30%. Despite this, no significant changes were noted in the status of the subjects (Fig. 4).
DISCUSSION.
Testing of muscles before and after the cycle of physical exercises revealed an increase in muscle strength, endurance, and tone in subjects of group 1. Obviously, this was the reason for the positive quantitative and qualitative changes in muscle activity in patients. With an increase in muscle strength during exercise, perhaps its sensitivity decreases, and some of the stimuli that previously caused pathological obsessive movements fall below the threshold of sensitivity, and the muscles do not react to them. This can explain the reduction in the number of tics in all representatives of group 1 by almost half. These changes cannot be considered a positive result, as the obtained results are statistically unreliable and unstable, moreover, quantitative fluctuations depending on health status and environment are inherent in this disease. The relative weakness of muscles and reduced muscle tone, as it seems to us, are not the cause of tics; rather, weakness and muscle dystonia are risk factors for the manifestation of obsessive-involuntary movements, the main cause of which lies in pathological activity in the central nervous system.
According to Shanko and Antonov (2), 90% of children with involuntary-obsessive movements had pathological signs on EEG. The paroxysmal nature of tics is confirmed by the successful use of anticonvulsant drugs. The use of barbiturate anticonvulsants, especially phenobarbital, reduces the frequency and intensity of tics (4), which, according to the authors, is associated with the effect of the drugs on the reticular system. Tic suppression is achieved by various methods, including surgery, hydrotherapy, treatment with immunomodulators, and pharmacotherapy (15). The last 30 years have seen remarkable successes in behavioral medicine in the treatment of a number of nervous and mental disorders and borderline conditions. The method we use for suppressing tics and involuntary-obsessive movements is based on concepts traditional for Russian neurophysiology about the formation and suppression of behavioral responses, and methods of influencing them through positive and negative reinforcement.
The teachings of I.P. Pavlov, being the greatest discovery of the 20th century, for the first time created the possibility of objectively studying higher nervous activity and its pathology, which underlies the clinical manifestations of various diseases. The development of new conditioned reflex techniques by scientists - followers of the Pavlovian school - Bekhtereva V.N., Krasnogorsky N.I., Ivanov-Smolensky A.G., and others - opened up rich prospects for non-drug elimination of various pathologies. The enormous fundamental significance of all these studies lies in the fact that they proved the possibility of applying a strictly objective approach to humans - the method of conditioned reflexes. Numerous studies have proven the possibility of forming new cortical connections in humans, both based on unconditioned reflexes and on speech reinforcement. A necessary condition for the elimination of pathological reactions is their negative reinforcement. Suppression by "punishment" of previously relevant positive reactions contributes to the extinction of pathological motor reactions.
Using the practice of objective study of higher nervous activity, we applied negative reinforcement as a therapeutic technique to break down pathological motor stereotypes. Possibly, the exercises acting as negative reinforcement - "punishment" in subjects of group 2 - cause changes in the central mechanisms regulating motor activity. In this case, neurorehabilitation is provided by cortical plasticity, which underlies the formation and modification of motor patterns. In turn, cortical plasticity is obviously based on plastic rearrangements of synaptic connections, which ultimately leads to the reorganization and optimization of motoneuron function. The key structures in this case are the formations of the thalamo-striato-frontal system of the brain.
The results obtained from our research illustrate the possibility of non-pharmacological influence on the central regulation of motor activity and allow the use of classical techniques of Russian neurophysiology - reaction modification and negative reinforcement - as therapeutic tools.
CONCLUSIONS.
Muscles prone to tics and obsessive-involuntary forms of motor pathology are characterized by weakness and dystonia. The relative weakness of muscles and reduced tone, not being the cause of tics, rather act as a risk factor for the manifestation of obsessive-involuntary movements, the main cause of which lies in pathological activity in the central nervous system. Probabilistic reinforcement - periodic, irregular negative reinforcement - "punishment" - does not lead to changes in pathological muscle activity. Consistent negative reinforcement - "punishment" in the form of physical exercises completely eliminates motor and vocal tics within 15-20 days.
LITERATURE.
В целях изучения природы и центральных механизмов регуляции движений при патологической двигательной активности проводились исследования на 3 группах испытуемых, страдающих моторными и вокальными тиками. Мы обнаружили слабость и дистонию мышц, подверженных тикам. Курс физических упражнений с пациентами 1 группы привел к укреплению мышц и снижению количества тиков. Со второй группой испытуемых использовали поведенческий метод устранения тиков с помощью отрицательного подкрепления - «наказания» в виде упражнений. В результате все представители 2 группы избавились от тиков в течение 20 дней. Вероятностное подкрепление тиков у испытуемых 3 группы не привело к изменениям в патологической мышечной активности. Обсуждаются центральные механизмы корковой пластичности при поведенческой терапии тиков.
Одним из проявлений патологической активности в ЦНС являются тики - наиболее часто встречающиеся расстройства движений детского возраста. Они составляют 4% - 28% от общего числа мышечных патологий у детей (16). Преходящие моторные и вокальные тики, прекращающиеся в течение года после начала, встречаются приблизительно у 25% детей; хронические тики, не исчезающие в течение года, наблюдаются приблизительно у 1% популяции. Тики доминируют у мужчин и возникают чаще всего приблизительно в 6-7 лет (11; 16). В дальнейшем заболевание прогрессирует, усиливаются симптомы, увеличивается воздействие на психологический статус ребенка. В широком смысле к тикам относится континуум расстройств от одиночных преходящих и хронических тиков до болезни Тоуретта (Gilles de la Tourette syndrome). Эти 3 составляющие, 3 подтипа считаются клиническими вариациями всего спектра тиков. Болезнь или синдром Тоуретта (СТ) - начавшееся в детстве наследственное нейроповеденческое заболевание, установлено аутосомно-доминантное наследование СТ. Он представляет собой самый тяжелый конец спектра заболеваний, связанных с тиками и характеризуется хроническими простыми и сложными флуктуирующими моторными и вокальными тиками.
Большинство исследователей связывают патогенез этого заболевания с гиперактивностью дофаминовых структур (2). В узком смысле слова тики - это неожиданные быстрые, стереотипные, повторяющиеся, неритмизированные, кратковременные и нецелесообразные непроизвольные движения или вокализация. Простые моторные тики проявляются в виде моргания, движений лицевых мышц, подергиваний и поворотов головы, движений плечами; простые вокальные тики - это прочищение горла, сопение и хмыканье. Сложные моторные тики бывают в виде прыжков, тряски головой, гримасничанья, изгибания туловища; сложные вокальные тики встречаются в виде палилалии (повторение фрагментов речи), эхолалии (повторение услышанных слов) и копролалии (непроизвольное произношение бранных слов).
Высокий интерес к исследованию патогенеза симптомов описанных двигательных расстройств чрезвычайно важен, поскольку тики часто рассматриваются как промежуточное звено между неврологическими и психиатрическими симптомами (11). В литературе тики часто относят к детским неврозам, хотя с их органической этиологией согласны почти все (6,13,16). В возникновении тиков играют роль текущие или перенесенные органические заболевания головного мозга, нейроинфекции и стрессы. В случае органических заболеваний головного мозга тики могут быть постэнцефалическими, токсическими и посттравматическими. На основании проведенных исследований Шанько (2) было установлено, что у 91% детей, страдающих тиками, имеет место слабовыраженная неврологическая микроорганика, проявляющаяся асимметрией черепной иннервации, нарушением мышечного тонуса и координации движений, неравномерностью сухожильных и брюшных рефлексов. Автор отмечал отягощенный акушерский анамнез, наличие токсикозов беременности, угрозу выкидыша, и соматические заболевания у матери, затяжные или стремительные роды, асфиксию плода, энцефалические реакции в грудном и преддошкольном возрасте. Результаты электрофизиологических исследований (нистагмография, биоэлектрическая активность головного мозга и мышц, реэнцефалография) свидетельствуют о наличии органической церебральной дисфункции, преимущественно в области экстрапирамидной системы и глубинных структур головного мозга.
У 93,3% больных с гиперкинезами и тиками была обнаружена малодифференцированная, слабовыраженная неврологическая симптоматика, 26,4% пациентов родились от патологических родов, у 78,5% обследованных обнаружили в анамнезе перинатальную патологию (1). Тики могут возникнуть как результат прямой мозговой травмы или энцефалитов. Saccomani с соавт. (12) обнаружили наличие пренатальных патологических факторов у всех обследованных детей и взрослых с одиночными и хроническими тиками. Применение некоторых стимулирующих медикаментов при лечении дефицита внимания может вызвать тики. У самых младших из 555 пациентов, участвующих в эксперименте, тики появились у 7,8% после приема метилфенидата; у 6,3% принимающих декстроамфетамин, у 7,7% принимающих пемолин (17). О центральной природе заболевания свидетельствует и зависимость интенсивности проявления тиков от уровня возбуждения ЦНС. Родители детей с тиками, участвующих в наших исследованиях, отмечали усиление тиков у детей при волнении и возбуждении и ослабление патологической двигательной активности в спокойной и домашней обстановке. Распространена точка зрения, согласно которой в патогенез тиков и СТ включено растормаживание кортико-стриарно- таламо-корковых нейронных цепей (10). Последние нейробиологические исследования подтверждают, что определенные фронтально-подкорковые взаимоотношения играют важную роль в идиопатических принудительно-навязчивых движениях и СТ. В этих центральных фронтально-подкорковых взаимоотношениях участвует префронтальная кора и базальные ганглии (3).
Степень вовлечения базальных ганглиев в обеспечение насильственных движений и тиков у детей исследовали Giedd с соавт. (7) компьютерным морфометрическим методом. Оказалось, что у детей с тиками и/или насильственно-навязчивыми движениями, возникшими после стрептококковой инфекции, размеры хвостатого ядра, скорлупы и бледного шара, но не таламуса, были значительно больше, чем у здоровых. Эти факты согласуются с обнаруженными ранее данными о сравнении базальных ганглиев пациентов с хореей Sydenham`а и здоровых пациентов (7). Исследование церебрального регионального кровотока (ЦРК) больных с принудительно-навязчивыми движениями выявило значимое снижение ЦРК в правой орбитофронтальной коре по сравнению со здоровыми испытуемыми (5). Несмотря на многочисленные исследования нейропатофизиологии тиков рядом методов, нейрохимический субстрат заболевания всё ещё не ясен. Многие доказательства сходятся в утверждении первичной роли дофаминергической системы, особенно в базальных ганглиях. Ernst с соавт. (6) изучали интегрированность пресинаптических дофаминергических функций у детей с СТ методом позитронно- эмиссионной томографии и меченой [(18) F] флюородофы (FDOPA). Субъекты с СТ показали высокую концентрацию FDOPA в левом хвостатом ядре (25%, p=0.03); в правом среднем мозге - Substantia nigra и ventral tegmentum - ( 53%, p= 0.08) по сравнению с контролем. Авторы считают, что абнормальная активность этого энзима может отражать дефицит некоторых функциональных элементов дофаминовой системы (6). О снижении базального серотонинергического уровня у детей и взрослых с навязчиво - насильственными движениями сообщали Sallee с соавт. (13). Применение рисперидона, нейролептика со свойствами блокирования серотонина и дофамина, эффективно в снижении частоты и интенсивности тиков у детей и взрослых с хроническими тиками (9). Golden (8) сообщал об эффективности лечения тиков галоперидолом, хотя оно и связано с большим количеством побочных эффектов.
Хотя для стандартного лечения тиков применяются традиционные нейролептики, многие врачи неохотно назначают эти вещества, так как обеспокоены потенциальными кратковременными и длительными побочными эффектами (14). Например, побочным действием рисперидона - блокатора эндогенного серотонина и дофамина - является заметный прирост веса (9). Новейшие атипичные нейролептики - клонидин, гуанфацин, тетрабеназин, пергалид - подают некоторые надежды в подавлении тиков, хотя только клонилин оценивался в контролируемых опытах, как вещество с положительными, хотя и не стойкими результатами (14). По данным Strykov с соавт. (16), фармакотерапия эффективна в 38% случаев, у 62% пациентов наступает улучшение, а 14% больных стойко демонстрируют тики, несмотря на лечение. Как видим, фармакотерапия не всегда достигает результатов, бывают случаи, когда результат оказывается нестойким. Более того, применение традиционных и нетрадиционных нейролептиков и антиконвульсантов не проходит без последствий для нервной системы, интеллектуального развития, поведения и психики ребенка. Именно поэтому поиск путей поведенческой терапии представляется нам наиболее перспективным направлением исследований. С этой целью были обследованы дети с простыми моторными и вокальными тиками. Мы обнаружили специфические динамические характеристики мышц, подверженных различным насильственным движениям: у всех детей эти мышцы были слабее, чем у здоровых сверстников. Предположив, что укрепление мышц может привести к изменениям в патологической мышечной активности, мы решили провести с группой испытуемых мероприятия, направленные на усиление и укрепление мышц. К другой группе детей применялись поведенческие методы воздействия - отрицательное подкрепление - с целью подавления тиков.
МЕТОД.
Работа проводилась на 32 детях обоего пола от 4 до 15 лет с простыми вокальными тиками (n=4), неестественно частым морганием (n=7), закатыванием глаз (n=4) непроизвольными поворотами головы (n=5), атетозными движениями рук (n=3), подниманием плеч (n=6), насильственными движениями туловища (n=3). Критериями отбора служили наличие тиков, заметных не только родителям, но и окружающим, и отсутствие медикаментозного лечения данного заболевания. Наряду с проведением беседы с родителями изучалась история болезни и медицинская карта каждого ребенка. При наблюдении и тактильном обследовании определялись мышцы, реализующие те или иные насильственные движения, причем обследование проводилось и в условиях предельной функциональной нагрузки. Во время процедуры тестирования определялись группы мышц, подверженные тикам и насильственным движениям. Для каждого пациента было выявлено, какие мышцы принимают участие в реализации тиков. В зависимости от результатов обследования для каждого пациента был разработан индивидуальный комплекс физических упражнений, увеличивающих силу и тонус мышц. Это была динамическая и статическая гимнастика с элементами отягощения и сопротивления движению. Упражнения были направлены на укрепление мышц и давали максимальную нагрузку на них. Испытуемые подразделялись на 3 группы.
1 группа детей включала 10 человек. Каждый ребенок ежедневно по 30-60 минут выполнял 4-5 видов упражнений по 10 раз в течение 20 дней, тренируя мышцы, подверженные тикам.
2 группа состояла из 10 человек, которые в течение 20 дней после каждого проявления патологической мышечной активности получала «наказание» в виде выполнения 10 упражнений, что выступало в качестве отрицательного подкрепления тиков.
3 группа выделилась из второй в процессе эксперимента и состояла из 12 детей , которые по разным причинам ( недостаточная настойчивость или невнимательность родителей, капризы детей) выполняли упражнения не после каждого тика, получая, таким образом, вероятностное отрицательное подкрепление.
Количество тиков ежедневно подсчитывалось родителями, по этим результатам составлялись графики динамики заболевания. Количество ежедневных тиков определялось в течение 5 дней до эксперимента, ежедневно во время занятий, через 1, 3 и 6 месяцев после начала эксперимента.
РЕЗУЛЬТАТЫ.
В результате изучения историй болезни и медицинских карт было обнаружено, что у 18 испытуемых беременность матери протекала с патологией, у 28 матерей роды протекали с осложнениями, 24 ребенка перенесли родовую травму - асфиксию новорожденного, 4 принимали массивные дозы антибиотиков до 2 месяцев вследствие перенесенных инфекционных заболеваний, у 22 вскоре после рождения регистрировалось повышенное черепное давление, у 30 были нарушения мышечного тонуса. Родители отмечали, что моторные и вокальные тики усиливались при болезненных состояниях , возбуждении и стрессе; в спокойной и домашней обстановке проявления мышечной патологии были минимальными.
Наблюдения за детьми и процедура тестирования до занятий выявили, что:
а) интенсивность непроизвольных навязчивых движений гораздо слабее полноценного мышечного сокращения;
б) сила, выносливость и тонус мышц, подверженных тикам , снижены по сравнению с таковыми у здоровых детей;
в) патологическая мышечная активность не проявляется при напряжении мышцы в условиях функциональной нагрузки.
1 группа. Выполнение физических упражнений с испытуемыми привело к тому, что у всех испытуемых произошли качественные изменения динамических характеристик патологических мышечных движений. Интенсивность тиков, их амплитуда и объем уменьшились. Пример количественных изменений отражен на рис. 1 и демонстрирует значительное снижение тиков у мальчика И. 6 лет. У всех детей количество тиков, независимо от исходного уровня, снизилось почти вдвое.
Тестирование через 20 дней обнаружило, что мышцы действительно выдерживают большую по силе и длительности нагрузку по сравнению с предварительными данными до начала занятий. Повторные тесты через 1, 3,и 6 месяцев после начала занятий выявили увеличение числа тиков на 30% - 50% по сравнению с результатами на последний 20 день занятий, но оставались ниже долечебного уровня. Измененные динамические характеристики патологического мышечного движения остались неизменными у всех детей через 1 , 3 и 6 месяцев после начала занятий.
2 группа. Дети, получавшие отрицательное подкрепление - "наказание" в виде выполнения упражнений каждый раз после тика, демонстрировали изменения обычно со 2 - 4 дня занятий. Количество тиков резко уменьшалось в течение 2-3 дней и в дальнейшем плавно снижалось до полного исчезновения ( рис. 2). Почти у всех представителей данной группы тики и насильственные движения исчезли на 15-20 день. У 3 детей единичные тики появлялись на 25-30 день после начала занятий, но после выполнения серии упражнений исчезли. У одного мальчика наблюдался феномен "перехода" тиков с одних мышц на другие. По мере исчезновения зажмуривания глаз появились насильственные движения - повороты головы, которые, при их подавлении, сменились волнообразными движениями рук (рис. 3). Каждый раз ребенок выполнял новые комплексы упражнений, адекватные данному патологическому движению. Через 1, 2, и 6 месяцев ни у одного представителя 2 группы не наблюдалось признаков патологической мышечной активности. Мы не выявили значительного изменения динамических характеристик мышц после окончания занятий по сравнению с предварительным тестированием.
3 группа - вероятностное подкрепление. В эту группу вошли те, кто в силу различных причин - невнимательность родителей, недостаточный контроль, нежелание или капризы ребенка - иногда получали наказание в виде выполнения комплекса упражнений , а иногда - нет. Соотношение подкрепляемых и неподкрепляемых тиков у детей было разным: 40% : 60%; 50% : 50%; 70% : 30%. Несмотря на это, не было отмечено никаких значимых изменений в статусе испытуемых (рис. 4).
ОБСУЖДЕНИЕ.
Тестирование мышц до и после выполнения цикла физических упражнений выявило увеличение силы, выносливости и тонуса мышц у испытуемых 1 группы. Очевидно, именно это и явилось причиной позитивных количественных и качественных изменений мышечной активности у пациентов. С увеличением силы мышц в процессе занятий, возможно, снижается её чувствительность, и часть стимулов, вызывавших ранее патологические навязчивые движения, оказывается ниже порога чувствительности, и мышцы на них не реагируют. Этим можно объяснить снижение количества тиков у всех представителей 1 группы почти вдвое. Эти изменения нельзя рассматривать как положительный результат, так как полученные результаты статистически недостоверны и нестойки, к тому же количественные флуктуации в зависимости от состояния здоровья и обстановки присущи данному заболеванию. Относительная слабость мышц и сниженный мышечный тонус, как нам представляется, не являются причиной возникновения тиков, скорее слабость и дистония мышц являются фактором риска реализации навязчиво-насильственных движений, основная причина которых кроется в патологической активности в центральной нервной системе.
По данным Шанько и Антонова (2) у 90% детей с насильственно-навязчивыми движениями имелись патологические признаки на ЭЭГ. Пароксизмальную природу тиков подтверждает успешное применение противосудорожных препаратов. Использование барбитуратных антиконвульсантов, особенно фенобарбитала, снижает частоту и интенсивность тиков (4), что связано, по мнению авторов, с влиянием препаратов на ретикулярную систему. Подавление тиков осуществляется разными методами, включая хирургическое вмешательство, гидротерапию, лечение иммуномодуляторами, и фармакотерапию (15). Последние 30 лет отмечены ошеломляющими успехами поведенческой медицины в лечении целого ряда нервных, психических расстройств и пограничных состояний. Применяемый нами метод подавления тиков и насильственно-навязчивых движений основан на традиционных для российской нейрофизиологии представлениях о формировании и подавлении поведенческих реакций, о способах влияния на них путем положительного и отрицательного подкрепления.
Учение И.П. Павлова, являясь величайшим открытием ХХ века, впервые создало возможность объективного изучения высшей нервной деятельности и её патологии, лежащей в основе клинических проявлений различных болезней. Разработкой новых условно-рефлекторных методик ученых - последователей Павловской школы - Бехтерева В.Н., Красногорского Н.И., Иванова-Смоленского А.Г. и других - открылись богатейшие перспективы немедикаментозного устранения различных патологий. Огромное принципиальное значение всех этих исследований заключается в том, что ими была доказана возможность применения к человеку строго объективного подхода - метода условных рефлексов. Многочисленными исследованиями была доказана возможность образования у человека новых корковых связей, как на основе безусловных рефлексов, так и на речевом подкреплении. Необходимым условием элиминации патологических реакций является отрицательное подкрепление последних. Подавление «наказанием» ранее актуальных положительных реакций способствует угасанию патологических двигательных реакций.
Используя практику объективного изучения высшей нервной деятельности, мы применили отрицательное подкрепление в качестве терапевтического приема в целях разрушения патологических двигательных стереотипов. Возможно, выступающие в качестве отрицательного подкрепления - «наказания» у испытуемых 2 группы упражнения вызывают изменения в центральных механизмах регуляции двигательной активности. В этом случае нейрореабилитацию обеспечивает корковая пластичность, лежащая в основе формирования и изменения двигательных паттернов. В свою очередь, корковая пластичность, очевидно, базируется на пластичных перестройках синаптических связей, что в конечном итоге приводит к перестройке и оптимизации работы мотонейронов. Ключевыми структурами в данном случае выступают образования таламо-стрио-фронтальной системы головного мозга.
Полученные в результате наших исследований результаты иллюстрируют возможность немедикаментозного воздействия на центральную регуляцию двигательной активности и позволяют использовать в качестве терапевтических средств классические приемы отечественной нейрофизиологии - переделку реакций и отрицательное подкрепление.
ВЫВОДЫ.
Мышцы, подверженные тикам и навязчиво-насильственным формам двигательной патологии, отличаются слабостью и дистонией. Относительная слабость мышц и сниженный тонус, не являясь причиной возникновения тиков, скорее выступают как фактор риска реализации навязчиво-насильственных движений, основная причина которых кроется в патологической активности в центральной нервной системе. Вероятностное подкрепление - периодическое нерегулярное отрицательное подкрепление - «наказание» не приводит к изменениям в патологической мышечной активности. Последовательное отрицательное подкрепление - «наказание» в виде физических упражнений полностью устраняет моторные и вокальные тики в течение 15-20 дней.
ЛИТЕРАТУРА.