Stymulacja wibracyjna wpływa na regionalny przepływ krwi i metabolizm oksydacyjny w mózgu

Celem pracy naukowców z uniwersytetu medycznego przyznającego coroczne nagrody Nobla z dziedziny fizjologii i medycyny (Instytut Karolinska, Szwecja) było zbadanie wzorca aktywności struktur mózgowych w wyniku stymulacji ręki bodźcem wibracyjnym. W szczególności autorzy chcieli zobrazować w pozytonowej tomografii emisyjnej (PET), czy stymulacja wibracyjna wywoła wzrosty i spadki regionalnego mózgowego przepływu krwi (regional cerebral blood flow – rCBF) i czy zmiany te będą korelowały ze zmianami regionalnego mózgowego metabolizmu tlenu (regional cerebral oxygen metabolism – rCMRO). Ponadto autorzy chcieli szczegółowo odwzorować struktury mózgowe wykazujące znaczne zmiany rCBF i rCMRO podczas stymulacji wibracyjnej.

• Stymulacja wibracyjna prawej ręki zwiększyła rCBF i rCMRO w układzie somatosensorycznym, ale zmniejszyła rCBF i rCMRO w innych układach, w tym w strukturach przedczołowych i paralimbicznych.
• Wzrosty i spadki rCBF korelowały, odpowiednio, ze wzrostami i spadkami rCMRO.

Opracowano na podstawie:

Vibratory stimulation increases and decreases the regional cerebral blood flow and oxidative metabolism: a positron emission tomography (PET) study. Seitz RJ, Roland PE. Acta Neurol Scand. 1992 Jul;86(1):60-7.

Badana populacja

W badaniu wzięło udział 5 neurologicznie zdrowych praworęcznych mężczyzn w wieku 20-35 lat.

Procedura badania

Badani zostali wygodnie ułożeni na łóżku skanera PET w pozycji leżącej na plecach. Podczas badania mieli zamknięte i zasłonięte od światła oczy, dzięki zastosowaniu specjalnego hełmu na głowę. Ponadto oddychali przez rurkę i nie mogli się poruszać ani mówić. W prawej żyle ramiennej umieszczono cewnik w celu podania znacznika badanej aktywności w mózgu.

Bodziec wibracyjny został zastosowany do prawej dłoni, a rCBF oraz rCMRO mierzono za pomocą PET podczas podawania wibracji, jak i w kontrolnych okresach spoczynkowych (bez wibracji).

Wykorzystanie wibracji w badaniu

Stymulację wibracyjną prawej dłoni rozpoczęto 10 s przed podaniem znaczników badanej aktywności w mózgu i kontynuowano przez czas trwania pomiarów. Stosowano wibrator (Model 91, Daito, Japonia), który generował wibracje o częstotliwości 130 Hz i amplitudzie 2 mm.

Wyniki

Stymulacja wibracyjna wywołała wzrosty i spadki rCBF korelujące z, odpowiednio, wzrostami i spadkami rCMRO.

Wzrosty występowały w lewym pierwotnym obszarze somatosensorycznym, lewym wtórnym obszarze somatosensorycznym, lewym polu pozawyspowym, lewej przedniej korze ciemieniowej, lewym pierwotnym obszarze motorycznym i lewym dodatkowym obszarze motorycznym.

Natomiast obustronnie w korze ciemieniowej górnej, w obszarach asocjacji paralimbicznej oraz w lewej gałce bladej obserwowano spadki.

Zmiany rCBF oraz rCMRO zostały zbilansowane w taki sposób, że średnie globalne CBF oraz CMRO nie zmieniały się. 

Komentarz

Częstotliwości wibracji powyżej 40 Hz specyficznie aktywują zakończenia wrzeciona mięśniowego i skórne receptory Pacciniego. Sygnały z tych receptorów są synchronicznie przekazywane przez nerwy do kory somatosensorycznej. W przedstawianej pracy autorzy obserwowali zmiany mózgowego metabolizmu oksydacyjnego korelujące z regionalnymi zmianami aktywności synaptycznej, powstające w odpowiedz na podawaniem wibracji do dłoni zdrowych mężczyzn.

Więcej w: