Dystonia in cerebral palsy patients: neuroanatomical and neurophysiological mechanisms of development and evolution

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Cerebral palsy (CP) is the most common disease resulting in disability in childhood and adulthood. CP-related dystonia is the second most common syndrome and a major contributor to patient disability. Symptomatic treatment of CP-related dystonia is less effective than primary muscle dystonia. Recent research has improved our understanding of the neuronal and neurophysiological development mechanisms of dystonic phenomena and their specific aspects in CP patients. The review presents current information on motor system development mechanisms in the pre- and postnatal periods, describes strategically important structures involved in the development of motor circuits, and new connections of such structures. It discusses neuroplasticity mechanisms and their role in the development of dystonia. Pathogenetic features of dystonia in cerebral palsy patients are identified based on such data.

About the authors

Elena A. Antipenko

Privolzhsky Research Medical University

Email: antipenkoea@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8972-9150
SPIN-code: 7708-9068

MD, Dr. Sci. (Medicine), Assistant Professor, Head of the Department of Neurology, Psychiatry and Narcology

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Dmitrii V. Sabirov

City Hospital No. 33

Email: sabirov346dmitry1994@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2174-6130

Neurologist

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Olga O. Bushueva

Privolzhsky Research Medical University; City Hospital No. 33

Author for correspondence.
Email: ol.bushueva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4942-9348
SPIN-code: 1441-6207

Assistant of the Department of Neurology, Psychiatry and Narcology

Russian Federation, Nizhny Novgorod; Nizhny Novgorod

References

  1. Dan B, Mayston M, Paneth N, Rosenbloom L. Cerebral palsy: science and clinical practice. London: Mac Keith Press; 2014.
  2. Salkov VN, Shmeliova SV, Konovalenko SV. Cerebral palsy. Reasons. Clinical manifestations. Treatment and rehabilitation. Moscow: GEOTAR-Media; 2020 (In Russ.) EDN: GPICWH
  3. Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology and the Practice Committee of the Child Neurology Society; Delgado MR, Hirtz D, Aisen M, et al. Practice parameter: pharmacologic treatment of spasticity in children and adolescents with cerebral palsy (an evidence-based review): report of the Quality Standards Subcommittee of the American Academy of Neurology and the Practice Committee of the Child Neurology Society. Neurology. 2010;74(4):336–43. doi: 10.1212/WNL.0b013e3181cbcd2f
  4. Shulyndin AV, Komshina KS, Antipenko EA. Features of motor disorders in adult patients with cerebral palsy. The Journal of Nervous Diseases. 2020;(2):48–52. EDN: SSNGOS
  5. Li X, Arya K. Athetoid Cerebral Palsy. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022.
  6. Cantero MJP, Medinilla EEM, Martínez AC, Gutiérrez SG. Comprehensive approach to children with cerebral palsy. An Pediatr (Engl Ed). 2021;95(4):276.e1–276.e11. doi: 10.1016/j.anpede.2021.07.002
  7. Zakharov DV. Secondary dystonia. A biopsychosocial approach to the problem of early diagnosis and rehabilitation [dissertation]. Saint Petersburg; 2021. 371 p. (In Russ.) EDN MEADAR
  8. Forssberg H. Neural control of human motor development. Curr Opin Neurobiol. 1999;9(6):676–682. doi: 10.1016/s0959-4388(99)00037-9
  9. Levin OS, Illarioshkin SN, Golubev VL. Extrapyramidal syndromes. A guide for doctors. Moscow: MEDpress-inform, 2022. (In Russ.)
  10. Sokal P, Rudaś M, Harat M, et al. Deep anterior cerebellar stimulation reduces symptoms of secondary dystonia in patients with cerebral palsy treated due to spasticity. Clin Neurol Neurosurg. 2015;135:62–68. doi: 10.1016/j.clineuro.2015.05.017
  11. Neychev VK, Fan X, Mitev VI, et al. The basal ganglia and cerebellum interact in the expression of dystonic movement. Brain. 2008;131(Pt 9):2499–2509. doi: 10.1093/brain/awn168
  12. Thickbroom GW, Byrnes ML, Archer SA, et al. Differences in sensory and motor cortical organization following brain injury early in life. Ann Neurol. 2001;49(3):320–327.
  13. Kovalenko A.P. Pathophysiology of spastic paresis. The hypothesis of "incomplete movement". Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2019;(4):235–239. EDN: JJFMSZ
  14. Jinnah HA, Neychev V, Hess EJ. The anatomical basis for dystonia: the motor network model. Tremor Other Hyperkinet Mov (NY). 2017;7:506. doi: 10.7916/D8V69X3S
  15. Kojovic M, Pareés I, Kassavetis P, et al. Secondary and primary dystonia: pathophysiological differences. Brain. 2013;136(Pt 7):2038–2049. doi: 10.1093/brain/awt150
  16. Latorre A, Cocco A, Bhatia KP, et al. Defective somatosensory inhibition and plasticity are not required to develop dystonia. Mov Disord. 2021;36(4):1015–1021. doi: 10.1002/mds.28427
  17. Trompetto C, Avanzino L, Marinelli L, et al. Corticospinal excitability in patients with secondary dystonia due to focal lesions of the basal ganglia and thalamus. Clin Neurophysiol. 2012;123(4):808–814. doi: 10.1016/j.clinph.2011.06.033
  18. Quartarone A, Morgante F, Sant'angelo A, et al. Abnormal plasticity of sensorimotor circuits extends beyond the affected body part in focal dystonia. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2008;79(9):985–990. doi: 10.1136/jnnp.2007.121632
  19. Ruge D, Cif L, Limousin P, et al. Shaping reversibility? Long-term deep brain stimulation in dystonia: the relationship between effects on electrophysiology and clinical symptoms. Brain. 2011;134(Pt 7):2106–2115. doi: 10.1093/brain/awr122
  20. Ruge D, Tisch S, Hariz MI, et al. Deep brain stimulation effects in dystonia: time course of electrophysiological changes in early treatment. Mov Disord. 2011;26(10):1913–1921. doi: 10.1002/mds.23731
  21. Tisch S, Limousin P. Neurophysiological insights in dystonia and its response to deep brain stimulation treatment. Exp Brain Res. 2020;238(7–8):1645–1657. doi: 10.1007/s00221-020-05833-8
  22. Munasipova SE, Zalyalova ZA, Terekhova AA. Etiological and pathogenetic mechanisms of forming muscle dystonias. Practical Medicine. 2023;21(3):24–31. EDN: ULERVD doi: 10.32000/2072-1757-2023-3-24-31
  23. McClelland VM, Lin JP. Sensorimotor integration in childhood dystonia and dystonic cerebral palsy — a developmental perspective. Front Neurol. 2021;12:668081. doi: 10.3389/fneur.2021.668081

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

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».