Post-stroke hand synergy formation variant. Clinical case

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Pathological synergies are a frequent consequence of cerebrovascular accidents and hinders further recovery. The existing concept of the formation of pathological synergies considers them as a compensatory strategy in response to damage to the pyramidal tract, which, due to paresis and increased muscle tone, has acquired a pathological character. Recent studies in primates have shown that the contralateral hemisphere, in particular the reticulospinal and rubrospinal tracts, may be involved in motor control of the hand. The current hypothesis presents the corticoreticulospinal and corticorubrospinal tracts as a back-up system for neuronal reorganization due to injury.

This clinical case describes the role of the white matter of the contralateral hemisphere in the mechanism of formation of pathological flexion synergy, based on data from the analysis of movements and neuroimaging.

About the authors

Anton S. Klochkov

Research Center of Neurology

Email: klochkov@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0002-4730-3338
SPIN-code: 3445-8770

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Anastasiya E. Khizhnikova

Research Center of Neurology

Author for correspondence.
Email: nastushkapal@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1395-6645
SPIN-code: 4824-1240

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Ilya S. Bakulin

Research Center of Neurology

Email: bakulin@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0003-0716-3737
SPIN-code: 7756-6427

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Elena I. Kremneva

Research Center of Neurology

Email: kremneva@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0001-9396-6063
SPIN-code: 8799-8092

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Alexandra G. Poydasheva

Research Center of Neurology

Email: poydasheva@neurology.ru
ORCID iD: 0000-0003-1841-1177
SPIN-code: 4040-1184
Russian Federation, Moscow

Anna A. Fuks

Research Center of Neurology

Email: myfannamail@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4335-6344
SPIN-code: 8236-1787
Russian Federation, Moscow

Dmitry V. Gorlachev

Research Center of Neurology

Email: gooorlachev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0735-080X
Russian Federation, Moscow

Elena V. Gnedovskaya

Research Center of Neurology

Email: gnedovskaya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6026-3388
SPIN-code: 7248-1282

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Natalia A. Suponeva

Research Center of Neurology

Email: nasu2709@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3956-6362
SPIN-code: 3223-6006

MD, Dr. Sci. (Med.), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Moscow

References

  1. Knutsson E, Martensson A. Dynamic motor capacity in spastic paresis and its relation to prime mover dysfunction, spastic reflexes and antagonist co-activation. Scand J Rehabil Med. 1980;12(3):93–106.
  2. Knutsson E, Dewalde PJ, Younge RR. Studies of gait control in patients with spastic paresis. Clinical Neurophysiology in Spasticity. New York: Elsevier; 1985. Р. 175–184.
  3. Chen J, Friesen WO, Iwasaki T. Mechanisms underlying rhythmic locomotion: interactions between activation, tension and body curvature waves. J Exp Biol. 2012;215(2):211–219. doi: 10.1242/jeb.058669
  4. Owen M, Ingo C, Dewald JP. Upper extremity motor impairments and microstructural changes in bulbospinal pathways in chronic hemiparetic stroke. Front Neurol. 2017;13(8):257. doi: 10.3389/fneur.2017.00257
  5. Mori S, Matsuyama K, Mori F, Nakajima K. Supraspinal sites that induce locomotion in the vertebrate central nervous system. Adv Neurol. 2001;(87):25–40.
  6. Schepens B, Stapley P, Drew T. Neurons in the pontomedullary reticular formation signal posture and movement both as an integrated behavior and independently. J Neurophysiol. 2008;100(4):2235–2253. doi: 10.1152/jn.01381.2007
  7. Drew T, Dubuc R, Rossignol S. Discharge patterns of reticulospinal and other reticular neurons in chronic, unrestrained cats walking on a treadmill. J Neurophysiol. 1986;55(2):375–401. doi: 10.1152/jn.1986.55.2.375
  8. Matsuyama K, Drew T. Vestibulospinal and reticulospinal neuronal activity during locomotion in the intact cat. I. Walking on a level surface. J Neurophysiol. 2000;84(5):2237–2256. doi: 10.1152/jn.2000.84.5.2237
  9. Prentice SD, Drew T. Contributions of the reticulospinal system to the postural adjustments occurring during voluntary gait modifications. J Neurophysiol. 2001;85(2):679–698. doi: 10.1152/jn.2001.85.2.679
  10. Schepens B, Drew T. Independent and convergent signals from the pontomedullary reticular formation contribute to the control of posture and movement during reaching in the cat. J Neurophysiol. 2004;92(4):2217–2238. doi: 10.1152/jn.01189.2003
  11. Riddle CN, Edgley SA, Baker SN. Direct and indirect connections with upper limb motoneurons from the primate reticulospinal tract. J Neurosci. 2009;29(15):4993–4999. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3720-08.2009
  12. Owen M, Ingo C, Dewald JP. Upper extremity motor impairments and microstructural changes in bulbospinal pathways in chronic hemiparetic stroke. Front Neurol. 2017;(8):257. doi: 10.3389/fneur.2017.00257
  13. Davidson AG, Buford JA. Bilateral actions of the reticulospinal tract on arm and shoulder muscles in the monkey: stimulus triggered averaging. Exp Brain Res. 2006;173(1):25–39. doi: 10.1007/s00221-006-0374-1
  14. Baker SN. The primate reticulospinal tract, hand function and functional recovery. J Physiol. 2011;589(23):5603–5612. doi: 10.1113/jphysiol.2011.215160
  15. Zaaimi B, Edgley SA, Soteropoulos DS, Baker SN. Changes in descending motor pathway connectivity after corticospinal tract lesion in macaque monkey. Brain. 2012;135(7):2277–2289. doi: 10.1093/brain/aws115
  16. Khizhnikova AE, Klochkov AS, Kotov-Smolensky AM, et al. Dynamics of the kinematic portrait of post-stroke paresis of the hand against the background of rehabilitation. Bulletin of Russian state medical university. 2019(4):34–41. (In Russ). doi: 10.24075/vrgmu.2019.056
  17. Suponeva NA, Yusupova DG, Ilyina KA, et al Validation of the Modified Ashworth scale in Russia. Annals of clinical and experimental neurology. 2020;14(1):89–96. (In Russ). doi: 10.25692/ACEN.2020.1.10
  18. Suponeva NA, Yusupova DG, Zimin AA, et al. Validation of the Russian version of the Fugl-Meyer Assessment of Physical Performance for assessment of patients with post-stroke paresis. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2021; 121(8-2):86–90. (In Russ).
  19. Stinear C. Prediction of recovery of motor function after stroke. Lancet Neurol. 2010;9(12):1228–1232. doi: 10.1016/S1474-4422(10)70247-7
  20. Stinear CM, Barber PA, Petoe M, et al. D.The PREP algorithm predicts potential for upper limb recovery after stroke. Brain. 2012;135(8):2527–2535. doi: 10.1093/brain/aws146
  21. Ziemann U, Ishii K, Borgheresi A, et al. Dissociation of the pathways mediating ipsilateral and contralateral motor-evoked potentials in human hand and arm muscles. J Physiol. 1999;1(518):895–906. doi: 10.1111/j.1469-7793.1999.0895p.x
  22. Xu J, Ejaz N, Hertler B, et al. Separable systems for recovery of finger strength and control after stroke. J Neurophysiol. 2017;118(2):1151–1163. doi: 10.1152/jn.00123.2017

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Algorithm for determining the rehabilitation tactics of post-stroke hemiparesis.

Download (417KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Reconstruction of the patient's corticospinal tracts: axial (а) and coronal (b) view.

Download (697KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Example of an ipsilateral evoked motor response of the paretic arm muscles.

Download (474KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Kinematic data. Note: ПСР ― shoulder joint, rotation; ЛЧ ― wrist joint; A ― amplitude; T ― timing of the maximal angle; Цель ― the moment of touching a remotely located object.

Download (543KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Kinematic pattern of the reaching movement: а ― before rehabilitation; b ― after rehabilitation; с ― normal pattern.

Download (502KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».