Мозговая организация речевого действия при заикании

© 2005 г. А. В. Вартанов*, Ж. М. Глозман*, А. А. Киселышков*, Н. Л. Карпова**

^Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

** Психологический институт РАО, Москва

Поступила в редакцию 20.06.2003 г.

Комплексное междисциплинарное изучение мозговых механизмов готовности к речи проводилось на основе полного нейропсихологического исследования по схеме А.Р. Лурия с качественной и ко­личественной квалификацией диагностированных симптомов и данных электрофизиологического исследования на основе оригинальной методики регистрации и локализации биопотенциалов, син­хронизированных с процессом подготовки к произнесению высказывания. Сопоставлялись группы заикающихся и нормально говорящих испытуемых. Обнаружено, что заикание не является изоли­рованным (чисто периферическим) речевым нарушением, а идет в синдроме специфических мнес-тических, нейродинамических и двигательных дефектов, отражающих дисфункцию заднелобных и срединных структур мозга (I и III функциональные блоки, по А.Р. Лурия). Различия в потенциале речевой готовности нормально говорящих и заикающихся испытуемых оказались связанными с ак­тивностью глубинных срединных структур (Варолиев мост и ствол мозга), правых подкорковых ядер, правой фронтальной коры, левой средней височной коры.

В теории системной динамической локализа­ции психических функций А.Р. Лурия [1] детально проанализированы все факторы, входящие в функциональную систему речи, за исключением выделяемого им [2], но не локализуемого факто­ра готовности к речи. Нарушение этого фактора центрально управляемой настройки перифериче­ского речевого аппарата для совершения речево­го действия считается в дефектологии основным механизмом заикания [3]. Малоисследованными являются, кроме того, вопросы меж- и внутрипо-лушарного взаимодействия в осуществлении ре­чевой деятельности при заикании, хотя многие авторы указывали на то, что дезинтеграция лево-правополушарных взаимодействий в реализации психической активности может быть одним из механизмов заикания [4-11]. Есть данные, что при возникновении заикания в раннем детском возрасте происходит прерывание процесса фор­мирования специализации полушарий в выполне­нии как сенсорных (всех модальностей), так и ре­чевых функций [12].

Спорным в литературе является также вопрос о том, отражает ли заикание только моторную проблему, или проблему высшего уровня органи­зации когнитивных и моторных процессов. Соче­тание нейропсихологических и психофизиологи­ческих методов исследования, как нам представ­ляется, может пролить свет на локализацию механизма готовности к речи и его связь с ней-ропсихологическими паттернами когнитивных нарушений при заикании.

Цель настоящей работы - исследовать мозго­вые механизмы нарушения речи при заикании на

основе комплексного применения нейропсихоло­гических и психофизиологических методов. Нас интересовал, прежде всего, вопрос, как функцио­нирует механизм подготовки высказывания и как он нарушается при заикании.

МЕТОДИКА

В работе были применены следующие мето­ды: 1) комплексное нейропсихологическое обсле­дование испытуемых по схеме А.Р. Лурия [13] с качественной и количественной оценкой полу­ченных данных [14]; 2) методы исследования ла­теральной организации сенсорных и моторных функций (метод дихотического прослушивания [15] и набор вопросов и тестов на латерализацию психических функций - модифицированный оп­росник М. Аннет [16]); 3) метод регистрации по­тенциалов, связанных с моментом произнесения звуков русской речи; 4) метод дипольной локали­зации источников электрической активности мозга [17] и специальные методы предваритель­ной обработки ЭЭГ [18].

В экспериментах приняли участие десять за­икающихся и семь нормально говорящих испыту­емых, в возрасте от 15 до 25 лет, все правши, со средним и неоконченным высшим образованием.

Четыре звука русской речи ([а], [о], [р], [л]) воспроизводились по заранее записанным звуко­вым файлам компьютером через динамик. Дли­тельность предъявления всех звуков составляла 150 мс.

Остановимся более подробно на процедуре психофизиологического исследования (два по-

следних метода). Испытуемому, спокойно сидя­щему в экспериментальном кресле, предъявля­лись с магнитофона речевые стимулы, каждый из которых он должен был повторить по инструк­ции через 1-2 с после предъявления. Момент про­изнесения испытуемым звука регистрировался микрофоном с помощью специального усилите­ля, а сигнал превышения заданного порогового уровня далее фиксировался в качестве метки в за­писи ЭЭГ. Следующий стимул подавался через 3 с после произнесения звука испытуемым. Каждый из четырех звуков предъявлялся по 100 раз (итого было предъявлено 400 стимулов и получено 400 меток в ЭЭГ). Весь эксперимент состоял из одной серии и занимал 40-45 мин.

Регистрация ЭЭГ осуществлялась монополяр-но от 16 отведений по международной схеме 10-20 на электроэнцефалографе фирмы "Ninon Ko-hden" с вводом в компьютер. Обработка и анализ ЭЭГ и связанных с событиями потенциалов (ССП) проводились с использованием системы программ "BramSys".

Запись ЭЭГ очищали от артефактных искаже­ний, возникающих в результате электрических наводок, непроизвольных движений испытуемого и его резких движений глаз (морганий). Далее для каждого испытуемого был построен усреднен­ный потенциал, связанный с моментом инициа­ции всех звуков на интервале от 1000 мс до метки (факта произнесения) и 600 мс после нее. Кроме того, в целях обобщенного анализа полученные потенциалы усреднялись и по группам испытуе­мых, исследовался также разностный потенциал, получаемый вычитанием потенциалов для групп заикающихся и нормально говорящих испытуе­мых.

Полученные ССП с целью повышения эффек­тивности применения дипольной модели первона­чально подвергались разделению на "корковую" и "глубинную" составляющие с помощью алго­ритма MUFASEL [18]. Далее программой "Brain-Lock" для "глубинной" составляющей ССП вычислялись координаты подвижного эквива­лентного токового диполя (применялась двухди-польная модель), использовался режим "лучшая модель" (в этом режиме для каждого момента времени выводятся параметры той дипольной мо­дели, у которой выше коэффициент дипольности (КД), если дополнительно этот КД равен или пре­вышает пороговый уровень, в данном случае - не менее 0.97).

Предлагаемая схема обработки электричес­кой активности мозга имеет ряд преимуществ по сравнению с другими подходами. Как известно, суть методики усреднения связанных с событиями потенциалов состоит в выделении из ЭЭГ только того сигнала, который связан (синхронизирован) с интересующим нас событием, с одновременным

подавлением шума, т.е. всех процессов ЭЭГ, не связанных (не синхронизированных) с исследуе­мым событием, являющихся случайными по от­ношению к поставленной задаче. Полученный в результате суммации потенциал имеет лучшее соотношение сигнал/шум, но при этом отличает­ся от всех единичных потенциалов, т.е. в некото­ром смысле является уже математической абст­ракцией. Тем не менее, показана исключительная полезность и продуктивность такой процедуры для целей научного психофизиологического и ме­дицинского исследования. Построение усреднен­ных ССП по определенной группе испытуемых является следующим шагом анализа, который позволяет еще в большей степени улучшить соот­ношение сигнал/шум, так как это позволяет абст­рагироваться от индивидуальных особенностей испытуемых. Исходя из задач данной работы, эти индивидуальные различия рассматриваются как шум, который маскирует общие для заданной группы мозговые процессы. Полученный потен­циал в еще большей степени является математи­ческой абстракцией, однако сравнение средне-групповых ССП, полученных на разных выбор­ках (например, в медицине - на нозологических группах) за многие десятилетия использования, доказало свою практическую и теоретическую эффективность в выявлении объективных осо­бенностей соответствующих мозговых процес­сов. Кроме того, в рамках предлагаемого подхода применялась также и процедура вычисления раз­ностного потенциала между групповыми ССП для целей последующей локализации источников электрической активности. Использование имен­но разностного потенциала в модели с неболь­шим числом эквивалентных диполей (поскольку исходная запись имеет, соответственно, ограни­ченное число каналов) позволяет повысить на­дежность локализации и выявить относительно слабовыраженные дифференцирующие группы процессы (по сравнению с доминирующими об­щими процессами). Так, если каждый отдельный ССП характеризуется более чем двумя диполями, то, с учетом разрешающей возможности исполь­зуемой двухдипольной модели локализации, в первую очередь будут обнаружены только наибо­лее выраженные источники, тогда как при лока­лизации разностного потенциала эти слабые про­цессы уже могут быть обнаружены двухдиполь­ной моделью, так как общие процессы будут "вынесены за скобки" благодаря процедуре вы­читания. При этом, с точки зрения локализации, знак получаемой разницы несущественен. Таким образом, хотя построенный разностный ССП яв­ляется также математической абстракцией, одна­ко в рамках предложенной процедуры его ис­пользование является методически оправданным.

Процедура нейропсихологического обследо­вания соответствовала Луриевской схеме [13].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При нейропсихологическом обследовании груп­пы заикающихся испытуемых были диагностиро­ваны, качественно и количественно квалифициро­ваны, и локализованы многочисленные нейропси-хологические симптомы нарушений праксиса, речи, памяти, интеллекта и нейродинамики проте­кания психической деятельности (рис. 1). Мы ви­дим, что в наибольшей степени были представле­ны нарушения памяти, и примерно одинаковое количество двигательных и нейродинамических симптомов было выявлено у наших испытуемых. Нарушения в остальных сферах были единичны­ми. Речевые симптомы ограничивались наруше­нием плавности речи.

Общим для всех испытуемых был симптом по­вышенной тормозимости следов, сочетающийся у большинства испытуемых со сниженным объе­мом запоминания и нарушением его избиратель­ности. Важно отметить, что у всех испытуемых нарушения памяти носят модально-неспецифиче-ский характер. Наиболее характерными двига­тельными нарушениями при заикании были труд­ности усвоения двигательной программы в дина­мическом праксисе и импульсивность. У трети испытуемых наблюдались также тенденция к ис-тощаемости в графической пробе на динамичес­кий праксис и легкие кинестетические наруше­ния. Нейродинамические нарушения выявлялись у 90% испытуемых с заиканием, однако, как пра­вило, они охватывали не все психические сферы (кроме одного испытуемого), а одну из них: сни­жение общей работоспособности либо брадики-незия, или брадифрения. Мы видим, таким обра­зом, что в наибольшей степени при заикании обнаруживается слабость задне-лобных и глубин­ных структур, связанных с серийной организаци­ей и энергетическим обеспечением движений и действий. При топической квалификации симпто­мов методом соотнесения с числом возможных симптомов, порождаемых каждой зоной мозга [14], далее в степени заинтересованности в про­цессе следуют теменно-височно-затылочные (11%) и затылочные (10%) зоны мозга. В мень­шей степени нарушено функционирование темен­ных (8%), передне-лобных (6%) и височных (5%) зон мозга. Эти данные о локализации нейропси-хологических симптомов синдрома заикания поз­воляют думать об очень широкой топике функци­ональной дефицитарности в мозге заикающегося, однако, вместе с тем очевидно, что столь много­численные топические симптомы скорее отража­ют общее неблагополучие мозга, в то время как "точка действия" этого неблагополучного невро­логического фона локальна и представляет опре­деленное звено в системе речи, которое в наи­большей степени связано с дисфункцией глубин-

ных и заднелобных структур. Межполушарная топическая квалификация полученных нами ней-ропсихологических симптомов показывает, что в патологическом процессе более заинтересовано правое полушарие, что соответствует данным других исследователей [5, 19, 20].

Результаты методики дихотического прослу­шивания (средний коэффициент правого уха по группе заикающихся равен +12.7%) показывают, что у заикающихся по речи умеренно доминирует левое полушарие. В целом, можно сказать, что заикающиеся немного менее (на уровне тенден­ции) латерализованы по речи, чем норма.

Исследование зрительной асимметрии показа­ло, что у 70% заикающихся ведущим является правый глаз, у 10% наблюдается симметрия, у 20% доминирует левый глаз. Эти данные соответ­ствуют нормативным показателям для группы здоровых людей, полученным на большой вы­борке В.А. Москвиным [21]. В мануальной асим­метрии в нашей выборке мы выявили (по данным эксперимента) 70% правшей и 30% амбидекстров (по данным опроса левшами и амбидекстрами се­бя никто не считал).

Результаты психофизиологического экспери­мента показали, что на отрезке от 1000 до 600 мс до речевой реакции развивается сложная волна, состоящая из комплекса нескольких низкоампли­тудных (0.5-1.5 мкВ) негативных и позитивных отклонений (рис. 2). На рис. 2 показаны усреднен­ные по группам заикающихся и нормально гово­рящих испытуемых потенциалы. В период от 1000 до 600 мс до начала речевой реакции потен­циал мало отличается в группе нормы и группе заикания, однако после 600 мс до вокализации различия в его форме становятся значительными. На рис. 2 также показана локализация, но уже

разностного потенциала между среднегрупповы-ми потенциалами по выборкам нормы и заика­ния.

Так как мы брали для последующей интерпре­тации только те локализации, коэффициент ди-польности которых был не менее 0.97 (т.е. доста­точно хорошо приближающих потенциал двухди-польной моделью), то в итоге нами были локализованы участки ССП, суммарно составля­ющие 41% 1000-миллисекундной записи до мо­мента вокализации. Выявлено, что разница детерминируется тремя паттернами мозговых от­личий: первый паттерн - отличия в функциониро­вании глубинных срединных структур (Варолиев мост и ствол мозга) - актуализируется на окнах ла-тенции 852-632 мс, 264-244 мс и 208-188 мс до от­вета; второй паттерн - отличия в совместном функционировании правых подкорковых ядер и правой фронтальной коры - актуализируется на окнах латенции 596-560 мс, 392-372 мс, 336-324 мс и 52-0 мс до ответа; третий паттерн - отличия в

функционировании левой средней височной коры -актуализируется на окнах латенции 484-468 мс, 284-280 мс и 232-224 мс до ответа.

Эти результаты соответствуют данным ней-ропсихологического обследования о вовлечении подкорковых структур в генезе заикания, а также факту некоторой правополушарной асимметрии выявленных симптомов.

Все испытуемые с заиканием проходили ком­плексную социореадаптацию [22], составляющую единство психолого-педагогического, психотера­певтического и логопедического воздействия и состоящую из 4 этапов: пропедевтического, сеан­са эмоционально-стрессовой психотерапии, этапа активной логопсихотерапии и поддерживающей логопсихотерапии. Улучшение речевой деятель­ности коррелировало с положительной динами­кой в нейропсихологическом и психофизиологи­ческих обследованиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное комплексное нейропсихологиче-ское и психофизиологическое исследование пока­зало, что, во-первых, заикание не является изоли­рованным (чисто периферическим) речевым на­рушением, но идет в синдроме специфических мнестических, нейродинамических и двигатель­ных дефектов, отражающих дисфункцию задне-лобных и срединных структур мозга (I и III функ­циональные блоки, по А.Р. Лурия), требующих комплексного нейропсихологического и психоте­рапевтического воздействия. Во-вторых, обнару­живаются различия в потенциале речевой готов­ности нормально говорящих и заикающихся ис­пытуемых, которые связаны с активностью глубинных срединных структур (Варолиев мост и ствол мозга), правых подкорковых ядер, правой фронтальной коры, левой средней височной ко­ры. Эти данные позволяют уточнить мозговые механизмы звена речевой готовности в распреде­ленной функциональной речевой системе.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты № 02-06-80248, № 04-06-80194).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека и их нарушения при локальных поражениях мозга. М.: Изд-во МГУ, 1969. 504 с.

2. Лурия А.Р. Восстановление функций мозга после военной травмы. М.: Изд-во АМН СССР, 1948. 236с.

3. Абелева И.Ю. Психологический аспект заикания (на материале взрослых больных): Автореф. дис.... канд. психол. наук. М., 1976. 16 с.

4. Шкловский В.М. Значение доминантности полу­шарий головного мозга по речи при заикании // Де­фектология. 1976. № 1. С. 20.

5. Лохов М.И. Особенности электрической активно­сти полушарий головного мозга при нарушениях и коррекции ритмики речи // Физиология человека. 1996. Т. 22. № 6. С. 35.

6. Дмитриева Е.С., Зайцева К.А. Особенности лате-рализации речевой функции у заикающихся в зави­симости от пола испытуемых // Физиология чело­века. 1998. Т. 24. № 2. С. 45.

7. Шкловский В.М. Заикание. М.: МИСЕ, 1994. 240 с.

8. Sussman H.M. Contrastive patterns of intrahemispheric interference to verbal and spatial concurrent tasks in

right-handed, left-handed and stuttering populations // Neuropsychologia. 1982. V. 20. P. 675.

9. Greiner J.R., Fitzgerald H.E., Cooke P.A. Bimanual hand writing in right-handed and left-handed stutterers // Neuropsychologia. 1986. V. 24. P. 441.

10. Webster W.G. Evidence in bimanual finger-tapping of an attentional component to stuttering // Behav. Brain. Res. 1990. V. 37. P. 93.

11. Forster D.C.. Webster W.G. Speech-motor control and interhemispheric relations in recovered and persistent stuttering//Develop. Neuropsychol. 2001. V. 19. P. 125.

12. МатоянДж.С. Асимметрия тактильного восприя­тия и межполушарных взаимодействий у заикаю­щихся // Физиология человека. 2001. Т. 27. № 2. С. 62.

13. Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. М.: Изд-во МГУ. 1973.

14. Глозман Ж.М. Количественная оценка данных нейропсихологического обследования. М.: Центр лечебной педагогики, 1999. 160 с.

15. Котик Б.С. Исследование латерализации речевой функции методом дихотического прослушивания // Психологические исследования. Вып. 6 / Под ред. А.Н. Леонтьева, Е.Д. Хомской, Е.В. Артемьевой, А.Г. Асмолова. М.: Изд-во МГУ, 1974. С. 69.

16. Annet M. A classification of hand preference by associ­ation analysis // Brit. J. Psychology. 1970. V. 61. P. 303.

17. Гнездицкий В,В. Обратная задача ЭЭГ и клиниче­ская электроэнцефалография (картирование и ло­кализация источников электрической активности мозга). Таганрог: Изд-во ТРГУ, 2000. 640 с.

18. Вартанов А.В. Многофакторный метод разделе­ния ЭЭГ на корковую и глубинную составляю­щие // Журн. высш. нервн. деятельности. 2002. Т. 52. Вып. l.C. 111.

19. Moore W.H. Hemispheric alpha asymmetries of stutter­ers and non-stutterers for the recall and recognition of words and connected reading passages: Some relation­ships to severity of stuttering // J. Fluency Disorder. 1986. V. 11. P. 71.

20. Ретюнский К.Ю. Клиника и терапия заикания с за­тяжным и неблагоприятным течением. Актуаль­ные вопросы терапии психических заболеваний / Под ред. Буйкова В.А., Буториной Н.Е., Старици-на А.С. и Занина Е.Б. Челябинск, 2000.

21. Москвин В.А. Межполушарные отношения и про­блема индивидуальных различий. М.; Оренбург, 2002.

22. Карпова НЛ. Основы личностно-направленной логопсихотерашш. М.: Изд-во "Флинта", 2003. 200с.

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2005, том 31, №2, с. 13-17

Дата добавления: 2015-05-10