Закон каналов и постуральная клиника

Пьер-Мари ГАЖЕ
Институт Постурологии, Париж

Доклад, прочитанный П.-М. Гаже членам Французской ассоциации страбологии, интересующимся Постурой,
В субботу 16 ноября 1996 года, в Коллеж де Франс, в Париже.
Стенограмма сделана П.-В. Бераром.

Введение

     Восприятие пространства не выстраивается независимо для каждого сенситиво-сенсорного канала. Эта очень древняя гипотеза, предложенная еще Аристотелем в трактате «О душе», была рассмотрена при изучении восприятия визуального пространства, которое выстраивается на основании сетчаточных, а также проприоцептивных глазодвигательных афференций (Blakemore и др., 1975; Cynader и др., 1975; Cynader и др., 1976; Hein и др, 1979; Hein, 1987). Чтобы убедиться в том, что эта гипотеза верна также и для визуальных и вестибулярных афференций, можно учитывать очень особую анатомию и физиологию полукружных каналов. На самом деле каждый канал воспринимает угловые ускорения особым образом в зависимости от плоскости и направления по отношению к плоскости этого канала (Ross, 1936; Loewenstein & Sand, 1940; Adrian, 1943; Zotterman, 1943; Estes и др., 1975; Blanks и др., 1975.a). Так, угловое ускорение, параллельное плоскости заднего правого канала и направленное кзади и вправо, вызовет появление стимулирующих афференций, начиная исключительно с ампулы этого канала (рис. 1).

     Однако, при отсутствии движений глазных яблок, движения головы, вызываемые этими угловыми ускорениями, сопровождаются скольжением образа окружающего мира по сетчатке, который располагается вдоль зрительного меридиана, параллельно вектору этого углового ускорения. Если в ходе онтогенеза восприятие пространства не выстраивается независимо для визуального и вестибулярного каналов, нам следует отыскать следы этой привилегированной связи между плоскостями полукружных каналов и направлений визуального пространства.

РИС. 1 – Угловое ускорение в плоскости заднего правого канала вызывает стимулирующее движение эндолимфы исключительно в заднем правом канале. Если глазное яблоко неподвижно, то вызваемое этим ускорением движение сопровождается сетчаточным скольжением вдоль зрительного меридиана, параллельного плоскости заднего правого канала, в направлении ускорения.

     Приблизительно зная плоскости полукружных каналов, можно геометрически определять «соответствующие» плоскостям полукружных каналов зрительные меридианы. Например, плоскость заднего левого канала образует угол около 71° по отношению к горизонтальной плоскости стереотаксической системы Рейда (Тета1 на рис. 2) и угол около 55° по отношению к саггитальной плоскости той же системы (Тета2 на рис. 2) (Blanks и др., 1975.b). Сечение глазного яблока плоскостью, параллельной плоскости этого канала и проходящей через центр яблока, соответствует меридиану, вдоль которого скользит образ окружающего мира в момент движений, ускорения которых стимулируют задний левый канал.

     Можно заметить, что такое же скольжение по сетчатке вызывает ротация глазного яблока вокруг оси, перпендикулярной этой плоскости.

РИС. 2 – Описательный анализ сечения глазного яблока плоскостью, параллельной плоскости заднего левого канала и проходящей через центр глаза. Тета1 = 55°, Тета2 = 71° по отношению к стереотаксическим плоскостям Рейда (Blanks и др., 1975.b)

Это последнее замечание позволяет предположить привилегированную связь между каждым полукружным каналом и глазодвигательной мышцей или мышцами, которые, по соседству с изначальным положением, близким к положению глаз при взгляде прямо перед собой, вызывают ротацию вокруг оси, перпендикулярной их плоскости. На самом деле, эта привилегированная связь была описана многими авторами (Lorente de N_, 1932; Szentagothai, 1950; Cohen и др.,1964; Ito и др.,1976).

    Призма отклоняет визуальное пространство в одном направлении, которое можно определить по положению основания призмы. Если в ходе онтогенеза восприятие пространства выстраивается когерентно для сенсорных визуальных и вестибулярных каналов, следует найти определенную связь между каналами и положением основания призмы. Например, призма, основание которой расположено на 125°, вызвает на сетчатке отклонение визуального пространства, приблизительно параллельное сетчаточному меридиану, «связанному» с плоскостью заднего правого канала (рис. 3).

РИС. 3 – Описательный анализ отклонения визуального пространства при помощи призмы с основанием на 125°.

   Отклонение визуального пространства приблизительно параллельно сетчаточному меридиану «связанному» с задним правым полуциркульным каналом.

  Видимое движение образа окружающего мира на сетчатке правого глаза соответствует движению глазного яблока, по соседству с изначальным положением , близким к положению глаз при взгляде прямо перед собой, вызываемому действием малой косой мышцы.

     Чтобы убедиться в том, что эта связь между плоскостями каналов и положением основания призмы может быть определена экспериментально, было проведено ретроспективное исследование, базирующееся на историях болезни постуральных пациентов, проходивших лечение оптическими призмами в Институте Постурологии.

     На самом деле, со времени публикаций Магнуса (1924 г.) известно, что восприятие пространства участвует в регуляции постурального тонуса. А значит, можно предложить исследование явлений, участвующих в восприятии пространства посредством постурального тонуса.

Материалы и методы

Пациенты

     Истории болезни 197 пациентов, прошедших лечение в Институте постурологии по поводу симптоматики, связанной с функциональными нарушениями контроля ортостатической постуры, были выбраны из-за использования в них точного протокола нормализованного клинического постурального обследования (Gagey, 1993), которое было проведено в отношении всех пациентов. Эти истории болезни содержали в частности цифровую оценку постурального тонуса, с оптической призмой с заданным положением основания и без нее.

     Эти пациенты жаловались либо на головокружения и/или нестабильности, либо на различные боли телесной оси в ортостатике (боли в поясничном, шейном отделах и т.д.). При этом аномалий во время функционального вестибулярного обследования выявлено не было.

Оценка постурального тонуса

     Цифровая оценка постурального тонуса для этого исследования – это движение спина, наблюдаемое в ходе теста ходьбы на месте Фукуды-Унтербергера (Fukuda, 1959). Этот параметр спина был изучен на группе здоровых пациентов, мы знаем распределение этих случайных флуктуаций между двумя практическими тестами при одинаковых условиях с интервалом в несколько минут или недель: среднее суммы разностей между двумя одинаковыми тестами составляет 0° ± 25° (Weber, и др., 1984). Условия выполнения теста ходьбы на месте, описанные Гаже и Вебером (Gagey & Weber (1995)), были соблюдены в группе обследованных больных.

     Известно, что вариации симметрии постурального тонуса вызывают систематические вариации движения спина в ходе теста ходьбы на месте (Fukuda, 1959; Ushio и др., 1976).

Положение основания призмы

     В соответствии со сказанным во введении, изучались следующие положения основания призмы (отсчет ведется в тригонометрическом направлении от левого виска): 0°, 55°, 125°, 180°, 235°, 305°.

     В ходе этого исследования все пациенты прошли тесты ходьбы на месте без призмы и с призмой с основанием в одном из этих положений. Ни один пациент не прошел тест ходьбы на месте с основанием призмы во всех положениях.

     Положение основания призмы, изучаемое на конкретном пациенте, было определено в ходе его клинического постурального исследования при помощи других тестов. Эти тесты указывали на то, что применение установленной таким образом призмы в три призматические диоптрии позволяло изменить постуральный тонус этого пациента.

Результаты

     Распределение вариаций движения спина, вызванное ношением призмы, весьма значительно отличается от распределения случайных вариаций того же движения (p<0,001), независимо от положения основания призмы (рис. 4):

     под воздействием призмы, пациент либо больше отклонялся вправо при основании призмы, установленном на 0°, 125° или 235° (отрицательные значения разницы спинов с призмой и без),
     либо он больше отклонялся влево при основании призмы, размещенном на 55°, 180° или 305° (положительные значения разницы спинов с призмой и без).

РИС. 4 – Вариации спина, наблюдаемые при различных положениях основания призмы. В центре: диаграмма, на которой представлены различные проанализированные положения основания призмы, размещенной перед глазом пациента.

     По бокам: гистограмма вариаций движения спина, вызванного установкой призмы, для каждого их шести положений основания призмы. Кривая Гаусса иллюстрирует нормальное теоретическое распределение случайных вариаций движения спина.

Обсуждение

     Значимость этого статистического анализа ограничена. Она распространяется на пациентов с функциональными нарушениями, связанными с ортостатической постурой. Однако такое же исследование было проведено в отношении здоровых пациентов (Ushio и дрl., 1980), но оно касалось только положений основания призмы на 0° и 180° и только небольшого количества пациентов. Тем не менее результаты исследования Ushio и колл. соответствуют представленному исследованию.

    Каждый пациент был обследован только при одном положении основания призмы, таким образом, описанные различия между всеми положениями основания призмы могли, быть списаны на индивидуальные различия. Тем не менее близкое к представленным в этой статье работам исследование было проведено в отношении здоровых пациентов: применялись вращающиеся призмы, с которыми у одного пациента за 8 секунд тестировались все возможные положения основания призмы (Severac и др., 1993). Однако результаты Северака (Severac) и его коллег демонстрируют также разницу направления постурального ответа в зависимости от положения основания призмы. Сообразность результатов, полученных Севераком (S_verac) и его коллегами настоящим результатам на этом заканчивается, поскольку различия между протоколами не позволяют заключить это с точностью.

Заключение

     Полученные клинические факты не доказывают, что перцепция пространства в ходе онтогенеза выстраивается когерентно между сенсорным вестибулярным и визуальным каналам, но они делают эту гипотезу еще более вероятной.

Библиография

Adrian E.D. (1943) Discharges from vestibular receptors in the cat. J. Physiol. (London), 101, 389-407.

Blakemore C, Van Sluyters RC, Peck CK, Hein A (1975) Development of cat visual cortex following rotation of one eye. Nature, 257, 584-6

Blanks R.H.I., Estes M.S., Markham C.H. (1975.a) Physiologic caracteristics of vestibular first-order canal neurons in Cat. II. Response to constant angular acceleration. J. Neurophysiol., 38, 1250-68.

Blanks R.H.I., Curthoys I.S., Markam C.H. (1975.b) Planar relationships of the semicircular canals in man. Acta Otolaryngol. (Stockh.), 80, 191-200.

Cohen B., Suzuki J., Shanzer S., Bender M.B. (1964) Semi-circular control of eye movements. In: M.B. Bender (Ed.) The oculomotor system. Harper & Row, New York.

Cynader M, Berman N, Hein A (1975) Cats raised in a one-directional world: effects on receptive fields in visual cortex and superior colliculus. Exp Brain Res, 22, 267-80

Cynader M, Berman N, Hein A (1976) Recovery of function in cat visual cortex following prolonged deprivation. Exp Brain Res, 25, 139-56

Estes M.S., Blanks R.H.I., Markham C.H. (1975) Physiologic caracteristics of vestibular first-order canal neurons in Cat. I. Response plane determination and resting discharge characteristics. J. Neurophysiol., 38, 1232-49.

Fukuda T. (1959) The stepping test. Two phases of the labyrinthine reflex. Acta Otolaryngol. (Stockh.) 50, 2: 95-108.

Gagey P.M. (1993) Le bilan postural. Ann. Kinesither., 20, 295-301.

Gagey P.M., Weber B. (1995) Posturologie; Regulation et dereglements de la station debout. Masson, Paris.

Gagey P.M., Dujols A., Fouch_ B., Marucchi C. & Weber B. (1994) The law of the canals: systematic variations of the spin movement during Fukuda_s stepping test depends on the position of the prism base. in: Vestibular and neural front. Taguchi K., Igarashi M., Mori S. Elsevier, Amsterdam, 537-540.

Hein A (1987) La structuration de l'espace visuel peut-elle se developper en l'absence des informations proprioceptives oculomotrices? Critique de la Posturologie, 12, 1-4.

Hein A, Vital-Durand F, Salinger W, Diamond R (1979) Eye movements initiate visual-motor development in the cat. Science, 204, 1321-2

Ito M., Nisimaru N., Yamamoto M. (1976) Pathways for the vestibulo-ocular reflex excitation arising from semicircular canals of rabbits. Exp. Brain Res., 24, 257-271.

Lorente de No R. (1932) The regulation of eye positions and movements induced by labyrinth. Laryngoscope, 42, 233-332.

Loewenstein O. & Sand A. (1940) The individual and integrated activity of the semicircular canals of the elasmobranch labyrinth. J. Physiol. (London), 99, 89-101.

Magnus R. (1924) Korperstellung. Springer (Berlin).

Ross D.A. (1936) Electrical studies on the frog's labyrinth. J. Physiol. (London), 86, 117-46.

Severac A., Bessou P., Pages B. (1993) Unusual visual stimulation in dynamic balance conditions: proposal for a space motion sickness test. Advances in space research,

Szentagothai J. (1950) The elementary vestibulo-ocular reflex arc. J. Neurophysiol., 13, 395-407.

Ushio N., Hinoki M., Baron J.B., Gagey P.M., Meyer J. (1976) The stepping test with neck torsion: proposal of a new equilibrium test for cervical vertigo. Practica Otologica Kyoto, 69, Sup.3, 1369-79 (En japonais).

Ushio N., Hinoki M., Nakanishi K., Baron J.B. (1980) Role of oculomotor proprioception in the maintenance of body equilibrium; correlation with the cervical one. Agressologie, 21, E, 143-52.

Weber B., Gagey P.M., Noto R. (1984) La repetition de l'epreuve modifie-t'elle l'execution du test de Fukuda? Agressologie, 25, 1311-14.

Wolgin DL, Hein A, Teitelbaum P (1980) Recovery of forelimb placing after lateral hypothalamic lesions in the cat: parallels and contrasts with development. J Comp Physiol Psychol, 94, 795-807

Zotterman Y. (1943) The microphonic effect of teleost labyrinth and its biological significance. J. Physiol. (London), 102, 313-8.

Ифсл Рщьу