1. Введение

ДЦП — ведущая причина стойких двигательных нарушений у детей [1]; при спастической диплегии преимущественно страдают нижние конечности [2], [3], постуральный контроль [4] и ходьба, и даже в поздней резидуальной стадии сохраняются выраженные ограничения, требующие длительной реабилитации [5], [6]. В практике всё чаще применяются нейрореабилитационные костюмы, сочетающие проприоцептивную коррекцию и дозированную внешнюю поддержку на фоне активных тренировок; предполагается, что они улучшают селективный контроль и паттерны ходьбы, однако доказательная база их эффективности остаётся неоднородной [7], [8]. Клинические шкалы фиксируют изменения, но не объясняют механизмы восстановления, поэтому важна комплексная оценка с функциональными методами и нейровизуализацией (DTI, фМРТп, коннектомика), позволяющей объективировать нейропластические перестройки и связать их с клиническими исходами [9].

Цель исследования — оценить эффективность нейрореабилитационного костюма у детей со спастической диплегией в поздней резидуальной стадии ДЦП по совокупности клинических, функциональных и нейровизуализационных показателей и определить их связь с изменениями моторных навыков.

2. Материалы и методы

Соблюдение прав пациентов и правил биоэтики. Все пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании.

Исследование выполнено в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (в ред. 2013 г.).

В исследование включены 89 детей 4–15 лет (8 ± 3 года) с ДЦП, спастической диплегией; GMFCS II — 74, GMFCS III — 15. Сформированы две сопоставимые группы: основная (программа реабилитации с костюмом «Reforma-ТЭКТ») и контрольная (программа реабилитации без костюма). Критерии включения: ДЦП со спастической диплегией, 4–15 лет, возможность сохранять неподвижность для фМРТп, информированное согласие. Исключали противопоказания к МРТ, эпилепсию, выраженные когнитивно-поведенческие нарушения, ботулинотерапию менее чем за 6 месяцев до включения в группу.

Обследование включало неврологический осмотр, ЭЭГ и МРТ 1,5 Т с нативными последовательностями, фМРТп и диффузионно-тензорную визуализацию. Обследование проводили в 2 точках: до курса реабилитации, и через 1 месяц после его окончания. МР-исследование выполняли на томографе с силой индукции магнитного поля 1,5 Тл. Протокол включал стандартные нативные последовательности для оценки структурных изменений головного также фМРТп и диффузионно-тензорную визуализацию.

Все пациенты прошли 4-недельный курс реабилитации, включавший ежедневные (5 дней в неделю) 60-минутные занятия. Каждое занятие состояло из комплекса лечебной гимнастики, выполняемой в нейро-ортопедическом реабилитационном костюме «Reforma-ТЭКТ» (рис. 1). Программа упражнений была индивидуализирована, но включала общие элементы, направленные на растяжку, укрепление мышц, тренировку равновесия и ходьбы.

Реабилитационный костюм представляет из себя носимую систему с компрессионным воздействием и транскутанной электростимуляцией, управляемой программируемым контроллером; в нем предусмотрены датчики и адаптивная настройка параметров.

Основу методологии составила система Manual Ability Classification System (MACS — Система классификации мануальных (ручных) возможностей) — стандартизированный инструмент классификации функциональных возможностей верхних конечностей по пятиуровневой шкале с акцентом на повседневную активность. Постуральный контроль — по Segmental Assessment of Trunk Control (SATCo — Сегментарная оценка контроля туловища). Спастичность оценивали по Modified Ashworth Scale (MAS) — Модифицированная шкала Эшворта, объём движений — инструментальной гониометрией (активные/пассивные движения по стандартизированному протоколу).

Данный мультимодальный подход обеспечил сопоставимость результатов за счёт комбинации функциональной стратификации (MACS), биомеханического анализа (SATCo, гониометрия) и объективной клинической шкалы (MAS), что позволило сформировать целостную картину нейромоторных нарушений и динамики реабилитационного процесса.

МРТ выполняли на томографе Siemens 1,5 Тл после получения информированного согласия и одобрения локальным этическим комитетом НМИЦ им. В.А. Алмазова (протокол №10-23 от 02.10.2023).

Протокол включал стандартные анатомические последовательности (T1, T2, TIRM, DWI) и фМРТп.

Седация не применялась; уменьшение двигательных артефактов обеспечивали подготовкой пациента и соблюдением инструкций.

Данные обрабатывали в программных пакетах SPM12 и CONN.

Функциональную коннективность оценивали методом на основе выбора точек и зон интереса (ROI — области/регионы интереса) с их билатеральной локализацией в ключевых узлах сенсомоторной сети — M1 (первичная моторная кора) и SMA (дополнительная моторная область). Для каждого ROI (региона интереса) строили карты корреляционной связности и сравнивали показатели до и после курса реабилитации. Комбинация стандартного МРТ-протокола и фМРТп (функциональная МРТ покоя) позволила объективизировать структурно-функциональные изменения, а параметры связности M1/SMA (первичной моторной коры/дополнительной моторной области) рассматривались как потенциальные биомаркеры эффективности реабилитации при ДЦП (детский церебральный паралич).

Применялись следующие параметры импульсной последовательности при выполнении функциональной МРТ головного мозга: время повторения (TR) 3000 мс, время эхо (TE) — 30 мс, угол поворота вектора намагниченности — 90 градусов. Размер поля обзора (FOV) равен 192 мм, матрица – 64 на 64 вокселя. Толщина получаемого среза 4,5 мм, общее количество срезов — 29, количество повторений – 120, общее время сканирования при таких составило 6 минут.

Для диффузионной визуализации в ходе каждого исследования получали 36 направлений измерения диффузии. Значение b-фактора составляло 1000 с/мм². Разрешение в плоскости составляло 1,797 мм. Толщина среза составляла 4,20 мм. Данные диффузии были реконструированы в пространстве MNI с использованием диффеоморфной реконструкции.

3. Результаты и обсуждение

В ходе исследования было установлено улучшение показателей по шкале оценки мануальных способностей у 56% исследуемых, улучшение показателей по шкале оценки постурального контроля у 100% исследуемых, улучшение показателей по шкале оценки мышечного тонуса в нижних конечностях у 100% исследуемых, в верхних конечностях у 72% исследуемых, улучшение показателей по гониометрии по показателям тыльного сгибания голеностопных суставов (при согнутых и разогнутых коленных суставах) у 75% исследуемых, улучшение показателей по гониометрии по показателям отведения в тазобедренных суставах (при согнутом и разогнутом коленном суставе) у 100% исследуемых, улучшение показателей по гониометрии по показателям сгибания/разгибания в КС у 63% исследуемых.

По данным фМРТ в покое у детей с ДЦП после реабилитации с применением костюма можно выделить следующие ключевые изменения функциональной коннективности.

После курса реабилитации было отмечено усиление функциональной связности передней островковой коры с правой фронтальной покрышкой, правой скорлупой, с правой теменной корой и левой передней верхней височной извилиной (T=2,36–2,76; p=0,0217–0,0079), при одновременном снижении коннективности с левой верхней латеральной затылочной корой (T=−2,15; p=0,0359) (рис. 2, 4). Это может указывать на повышение эффективности сети выявления значимости, вероятно связанное с улучшением переключения внимания на двигательные задачи и интеграцией сенсорной информации. Полученные данные согласуются с результатами Role of the right anterior insula for the emergence of flow, где показана центральная роль правой передней островковой коры в интеграции фронтальных взаимодействий при целенаправленной вовлечённости, а также с выводами Higher handgrip strength is linked to higher salience ventral attention functional network segregation, продемонстрировавшими связь большей сегрегации сети значимости с лучшими показателями физической функции. В этом контексте усиление островковой интеграции может отражать повышение эффективности сенсомоторной регуляции [10], [11].

В подкорково-мозжечковой сети отмечено снижение функциональной связности: левого хвостатого ядра — с корой мозжечка (доли IV–V и VI; T от −4,64 до −2,58; p<0,013), (рис. 3). Поскольку при ДЦП нередко наблюдается повышенная коннективность базальных ганглиев и мозжечка, это снижение можно трактовать как сдвиг к более физиологичной фоновой нейродинамике, что согласуется с уменьшением спастичности и улучшением селективности движений [12].

В РСП и сенсомоторной сети выявлено снижение функциональной коннективности: правая латеральная теменная область РСП – с передней поясной корой (T = −2,56; p = 0,013). Это может отражать уменьшение влияния DMN на перераспределение ресурсов в пользу произвольного внимания и моторного обучения (рис. 3) Это согласуется с данными и соавторов (2022), где показано, что в рамках три-сетевой модели сеть значимости (включая переднюю поясную кору) обеспечивает переключение между антикоррелированными DMN и центрально-исполнительной сетью, а нарушение их межсетевой коннективности отражает изменение перераспределения когнитивных ресурсов [13].

В зрительно-ассоциативных зонах выявлено снижение связности с передней поясной корой, дополнительной моторной областью и РСП (рис. 3, 5). Это может указывать на больший вклад соматосенсорной/проприоцептивной афферентации после реабилитации, что соответствует росту автоматизации движений и более корректному распределению внимания. Как отмечают и соавторы (2022), лица с ДЦП при нарушенной соматосенсорной и проприоцептивной обработке существенно усиливают опору на зрение, что приводит к искажённому распределению внимания и менее автоматизированному контролю ходьбы. Поэтому выявленное после реабилитации снижение связности зрительно-ассоциативных зон с регуляторными областями может отражать обратный процесс — восстановление роли проприоцептивной афферентации и возврат к более автоматизированной моторике, согласующийся с интерпретацией авторов [14].

В целом данные отражают многовекторную перестройку рабочих сетей с переходом к более целенаправленной моторной организации. Такая конфигурация благоприятна для реабилитации: ускоряется выделение значимых стимулов, улучшается переключение между сетью пассивного режима работы мозга и центрально-исполнительной сетью, укрепляется цепочка «инструкция → действие → обратная связь», что, в свою очередь, способствует закреплению новых двигательных стереотипов. Снижение связности с верхней латеральной затылочной корой в этом контексте можно расценивать как вариант адаптивной оптимизации с уменьшением влияния зрительного восприятия и усилением работы сенсомоторных и когнитивных механизмов, определяющих качество движения.

Установлено снижение избыточной межсетевой коактивации: уменьшается функциональная связанность латеральных теменных отделов сети пассивного режима работы мозга с передней поясной корой — ключевым узлом сети значимости, а также связи верхней латеральной затылочной коры с дополнительной моторной областью и передней поясной корой. Это указывает на более автономную работу сети пассивного режима в состоянии покоя, повышенную готовность сети значимости к быстрому переключению на выполнение задачи. Подобная интерпретация согласуется с обзором (2022), где показано, что осознанность сопровождается снижением межсетевой функциональной связности между DMN и ключевыми узлами сети значимости и исполнительной сети, что рассматривается как отражение большей сетевой дифференциации и функциональной гибкости. Таким образом, уменьшение межсетевой коактивации может интерпретироваться в рамках концепции функционального разобщения сетей как нейрофункционального механизма, способствующего более эффективному переключению на внешне ориентированную деятельность [15].

Выявленное усиление связности левой орбитофронтальной коры с сенсомоторными областями также отражает «привязку значимости к действию»: мотивационная оценка быстрее транслируется в планирование, выполнение и коррекцию движения, усиливая обучение через проприоцептивную обратную связь и потенциально снижая зрительную сверхзависимость. Полученные данные согласуются с результатами и соавторов (2022), показавших, что нарушение работы левой 9/46v снижает эффективность подкреплённого моторного обучения и устойчивость использования соматической информации, что указывает на ведущую роль вентролатеральной префронтальной коры в связывании оценочных сигналов с параметрами движения [16].

Анализ целостности проводящих путей белого вещества (трактов) позволил оценить структурные изменения, согласующиеся с функциональной перестройкой рабочих сетей по данным фМРТп.

На рисунке 6 представлены тракты с более высоким показателем фракционной анизотропии у пациентов после проведения курса реабилитации.

Было выявлено увеличение фракционной анизотропии (ФА), что указывает на улучшение микроструктурной организации и эффективности передачи сигналов, в нескольких ключевых трактах. В левом полушарии мозжечка повышение ФА говорит об усилении связности внутри его коры и с другими отделами. Это может отражать более точную координацию, в том числе при сложных движениях, что является основой улучшения моторного контроля. Увеличение ФА в колене и валике мозолистого тела отражает укрепление связей между лобными и теменно-затылочными отделами двух полушарий соответственно. Такие изменения способствуют более быстрому и интегрированному обмену информацией между полушариями, что критически важно для сложного моторного обучения и планирования действий. Увеличение ФА в нижнем продольном пучке, связывающем затылочную и височную кору, свидетельствует об улучшении интеграции зрительной информации с высшими когнитивными и, возможно, сенсомоторными областями. Это может отражать переход от простого зрительного мониторинга к более осмысленному использованию зрительной информации в контексте действий. В исследовании и соавторов (2025) показано, что в процессе моторного обучения происходит увеличение фракционной анизотропии и снижение средней диффузивности в моторно-релевантных областях, включая мозжечок, что отражает непрерывную микроструктурную перестройку ткани. Совпадение направленности этих изменений подтверждает наличие диффузионно-детектируемой структурной нейропластичности в ходе формирования навыка [17].

Выявленные изменения в структуре основных ассоциативных и комиссуральных трактов составляют основу для наблюдаемой функциональной реорганизации рабочих сетей головного мозга, ответственных за внимание, моторный контроль и сенсорную интеграцию (рис. 6).

4. Заключение

В целом система смещается от компенсаторно-гиперсвязной архитектуры к модульной и управляемой: нормализация рабочей сети покоя, более эффективное переключение режимов с сетью выявления значимости, менее выраженное влияние зрительной коры на моторный контур, вовлечение в обучение и моторный контроль орбитофронтальных механизмов.

Связать выявленные перестройки с реабилитационным костюмом возможно, рассматривая его как источник направленной соматосенсорной модуляции. Нормализация тонуса уменьшает избыточную афферентацию от гиперактивных мышц, снижая «перегрузку» подкорковых петель и излишнюю связность базальных ганглиев/мозжечка. Механическая стабилизация суставов уменьшает кинестетический «шум», облегчает работу салиентной сети и перераспределяет ресурсы в пользу исполнительных и сенсомоторных контуров, что ускоряет формирование более устойчивых и экономичных двигательных программ. Полученные данные позволяют интерпретировать действие реабилитационного костюма как форму направленной соматосенсорной модуляции. Это согласуется с результатами (2023), показавшими, что нарушение соматосенсорной обработки ухудшает моторное исполнение при сохранности моторного воображения, что указывает на критическую роль периферической афферентации в формировании моторного выхода. В этом контексте нормализация афферентного потока может рассматриваться как механизм, поддерживающий более устойчивую реализацию двигательных программ [18].

На физиологическом уровне это выражается в улучшении сенсорной интеграции, снижении спастичности и усилении кортикального контроля над движением. На поведенческом — в большей точности, устойчивости и обучаемости моторики. Таким образом, картина соответствует нейропластическим процессам, запускаемым усиленной проприоцептивной стимуляцией и постуральной коррекцией. Как показано в работе и соавторов (2022), восстановление после повторной транскраниальной магнитной стимуляции сопровождается усилением функциональной связности моторной сети, что связано с клиническим улучшением двигательной функции. Это согласуется с выявленными нами признаками нейропластической реорганизации, отражающей усиление кортикального контроля и повышение эффективности моторного выполнения [19]. Аналогично, в исследовании (2023) показано, что краткосрочное обучение моторному навыку сопровождается изменениями функциональной связности моторной сети в состоянии покоя, причём выраженность этих перестроек коррелирует с улучшением выполнения задачи, что отражает процессы нейропластической реорганизации [20].

The additional file for this article can be found as follows: