Механизмы нарушений развития высших психических функций и речи у детей и возможности их коррекции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский государственный университет

Автореферат

диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

19.00.02 - психофизиология

Механизмы нарушений развития высших психических функций и речи у детей и возможности их коррекции

Кожушко Надежда Юрьевна

Санкт-Петербург

2009

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук

Институт мозга человека РАН

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Кропотов Юрий Дмитриевич

Оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Александров Александр Алексеевич

доктор биологических наук, профессор Суворов Николай Борисович

доктор биологических наук Шелякин Алексей Михайлович

Ведущее учреждение - Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН

Ученый секретарь Совета доктор биологических наук, профессор Н.П. Алексеев

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Количество детей с нарушениями развития высших психических функций (ВПФ) и речи в дошкольных и школьных образовательных учреждениях в настоящее время постоянно растет. Ограничения при обучении таких детей, трудности их социализации на разных этапах онтогенеза придают особую важность комплексным исследованиям, посвященным изучению механизмов формирования отклонений в развитии, в том числе перинатального генеза (Фишман, 1989-2004; Зелинская, Гаврилова, 2000; Григорьева, 2002; Мамайчук, 2004; Шарапова и др., 2004; Мастюкова, Московкина, 2005; Яковлев и др., 2005; Семенович. 2007; Шалимов, 2007; Ахутина, Пылаева, 2008; Рожкова, 2008).

Высокую актуальность имеет поиск возможностей раннего выявления факторов риска снижения обучаемости детей и разработка способов влияния на повышение компенсаторных возможностей ЦНС, что неизбежно сближает психологию, физиологию и медицину в решении данных задач (Hynd et al., 1991; Дубровинская, 1996; Новикова, 2000; Пальчик, Шабалов, 2000; Семаго, 2000; Habib, 2000; Барашнев, 2001; Klimesch et al., 2001; Njiokiktjien et al., 2001; Каменская, 2005; Castellanos et al., 2005; Njiokiktjien, 2006; Заваденко, Суворинова, 2007; Отеллин и др., 2007; Чутко, 2007; Рожкова, 2008; Шайтор, 2008).

На более поздних этапах онтогенеза нарушения деятельности ЦНС перинатального генеза могут проявляться грубым или пограничным с нормой отставанием в моторном и психическом развитии, школьными трудностями - в связи с недостаточной сформированностью тех или иных высших психических функций, повышенной утомляемостью (Зислина и др., 1972; Марковская, 1991; Горбачевская и др., 1991-1996; Chiron et al., 1992, 1999; Лукашевич и др., 1994, 1998; Duvelleroy-Hommer et al., 1995; Мастюкова, 1996; Переслени, Рожкова, 1996; Deonna et al., 2000; Кропотов и др., 2001, 2002; Фишман 2001-2004; Шкловский и др., 2001; Hayashi et al. 2001; Григорьева, 2002; Кирой и др., 2002; Barry et al., 2003; Мачинская, 2003, 2006; Безруких, 2004; Dubois el al., 2004; Семенович. 2007). Данные литературы демонстрируют достаточно позднее выявление проблем обучения и социальной адаптации детей группы риска, не имеющих грубых отклонений в развитии (ближе к началу систематического обучения), что неизбежно снижает эффективность лечебно-диагностических и коррекционных мероприятий за пределами сензитивных периодов развития психических процессов (Diamond et al., 2007; Ахутина, Пылаева, 2008). Это диктует необходимость создания комплекса своевременных и адекватных мер для минимизации негативных последствий поражения нервной системы перинатального генеза к моменту началу обучения детей группы риска в дошкольных и школьных образовательных учреждениях.

Объект исследования: дети раннего и дошкольного возраста (до 7 лет) и учащиеся начальной школы (до 10 лет), имеющие нормативные и аномальные показатели развития высших психических функций и речи.

Предмет исследования: психофизиологические и нейрофизиологические основы снижения уровня развития высших психических функций и речи перинатального генеза, а также возможности их коррекции у детей с использованием метода транскраниальных микрополяризаций.

Цель исследования: комплексный анализ механизмов аномального развития высших психических функций и речи у детей и возможностей их коррекции

Задачи исследования:

изучение особенностей формирования возрастной структуры биоэлектрической активности мозга при норме развития высших психических функций и речи и с различными формами нарушений развития перинатального генеза по данным электроэнцефалографии методом поперечных срезов (однократно у детей одного возраста) и методом продольных срезов (у одних и тех же детей в разном возрасте -- лонгитюдный метод);

изучение физиологических основ нейродинамической стороны психической деятельности: работоспособности и выносливости нервной системы - при норме развития высших психических функций и речи и с различными формами нарушений развития по данным церебрального кровотока в покое и при нагрузках с использованием реоэнцефалографии;

повышение эффективности применения метода транскраниальных микрополяризаций (ТКМП) для коррекции различных форм нарушений развития высших психических функций и речи на основе использования данных нейропсихологии о динамической локализации психических функций и возрастной психологии об особенностях сензитивных периодов развития психических функций ребенка.

Основные положения, выносимые на защиту:

- эффективность прогноза нарушений развития высших психических функций и речи перинатального генеза повышается при дополнении психологического обследования данными о зрелости/незрелости возрастной структуры биоритмов, достаточности/дефицитарности церебрального кровотока, как одного из компонентов работоспособности нервной системы;

- выявление в раннем возрасте незрелой возрастной структуры биоритмов является прогностическим признаком риска формирования (или нарастания) нарушений развития высших психических функций и речи в связи с высокой вероятностью сохранения данной незрелости на более поздних этапах онтогенеза;

- эффективность применения транскраниальных микрополяризаций повышается при использовании принципа соответствия нейропсихологических основ воздействия и особенностей структуры психологического дефекта у детей с учетом данных о сензитивных периодах психического развития, что позволяет в несколько раз сократить суммарную продолжительность воздействия на мозг ребенка.

Научная новизна: показано, что эффективность прогноза аномального развития у детей группы риска (с отдаленными последствиями перинатального поражения ЦНС) повышается при дополнении психологического обследования высших психических функций (ВПФ) и речи данными о наличии незрелости возрастной структуры биоритмов, которая отражает недостаточную сформированность базовых предпосылок психической деятельности, а также данными о снижении продуктивности психической деятельности за счет низкой работоспособности и истощения нервной системы.

На основе клинической феноменологической классификации ЭЭГ у взрослых (Жирмунская, 1996) создана рабочая классификация типов возрастной зрелости/незрелости биоэлектрической активности мозга детей дошкольного возраста с нормой развития ВПФ и речи и при отклонениях развития перинатального генеза. Известные критерии типизации ЭЭГ покоя у детей по частоте альфа-ритма дополнены параметрами его пространственной организации (наличия/отсутствия теменно-затылочного фокуса) и амплитудного диапазона (низкоамплитудного или высокоамплитудного).

Количественный анализ суммарных спектров мощности основных диапазонов ЭЭГ подтвердил валидность выделенных феноменологических критериев классификации, выявив достоверные различия между группами детей с разным уровнем развития высших психических функций (ВПФ) и речи только по альфа-ритму (p?0.001) с максимумом достоверных изменений в теменно-затылочных отделах коры. Показан достоверный рост доли незрелого типа ЭЭГ в соответствии со степенью тяжести нарушения развития ВПФ и речи. Впервые в лонгитюдном исследовании показано, что незрелый тип корковой ритмики имеет высокий риск сохранения и на более поздних этапах онтогенеза. Это дает основания строить вероятностный прогноз возможных ограничений формирования когнитивной и эмоционально-волевой сфер у детей группы риска на ранних этапах онтогенеза. На основе полученных данных могут быть приняты своевременные адекватные меры по минимизации негативных последствий перинатального поражения ЦНС на обучаемость и социальную адаптацию детей.

Показано, что одним из компонентов повышенной утомляемости детей группы риска выступает сосудистая неполноценность (в том числе скрытая до периода регулярных учебных нагрузок) в виде возрастного дефицита церебрального кровотока преимущественно в бассейне позвоночных артерий, а также ограничений гемодинамического резерва вследствие недостаточности ауторегуляторных механизмов сосудистой системы.

Новизна подхода при использовании метода транскраниальных микрополяризаций (ТКМП) в коррекции нарушений развития ВПФ и речи у детей защищена патентами РФ № 2180245 и 2248227 от 2002 и 2005 гг. Реализация подхода позволила сократить суммарную продолжительность воздействия на мозг ребенка с одновременным ускорением достижения позитивных сдвигов в его развитии. Показано, что эффекты, наблюдаемые при ТКМП вблизи корковой проекции задней трети верхне-височной извилины левого полушария, указывают на исключительную роль данной зоны мозга (предположительно зоны Вернике) в формировании и организации психической деятельности ребенка в качестве первичного, ключевого звена, актуализирующего врожденные программы развития речи. При данной ТКМП впервые показано также повышение регулирующей функции речи взрослого на неадекватное поведение ребенка, особенно при расстройствах развития аутистического спектра.

Теоретическая и практическая значимость работы. Показано, что дети группы риска (имеющие в анамнезе перинатальное поражение ЦНС гипоксически-ишемического генеза), несмотря на резервы естественного роста и огромные компенсаторные возможности мозга, при освоении возрастных нагрузок имеют исходно ряд ограничений. Первые (качественные) проявляются в виде незрелости интегративных систем мозга, обеспечивающих сложные виды психической деятельности. Вторые (количественные) выступают в виде повышенной утомляемости, снижения работоспособности при выполнении различных нагрузок. Из этого следует, что прогноз готовности данной группы детей к освоению возрастных нагрузок дошкольного и школьного периодов недостаточно строить только на основе психологической оценки соответствия актуального уровня развития высших психических функций (ВПФ) и речи возрастной норме. Лонгитюдные исследования указанного контингента детей показали высокую вероятность сохранения незрелого типа возрастной структуры биоритмов на более поздних этапах онтогенеза, что свидетельствует о замедлении созревания интегративных систем мозга. Это дает возможность прогнозировать риск формирования отклонений в развитии ВПФ и речи на основе раннего выявления незрелого типа корковой ритмики, а также позволяет планировать мероприятия по динамическому наблюдению или коррекции возможных нарушений развития.

Использование доступного комплекса физиологических показателей (ЭЭГ и РЭГ) с оценкой по отношению к нормативным возрастным данным позволяет реализовать индивидуальный подход к оценке разных составляющих функционального состояния отдельного ребенка с нормальным и аномальным развитием. Возможность применения коррекционных программ ТКМП с учетом особенностей психологической структуры дефекта отстающего ребенка дополняет индивидуально ориентированную функциональную диагностику и имеет высокую практическую значимость.

Использование для выбора предполагаемых областей воздействия данных нейропсихологии позволило повысить эффективность применения метода ТКМП, значительно расширив зону ближайшего развития ребенка с ограниченными возможностями (патенты РФ № 2180245 и 2248227). Существующие знания о мозговых механизмах психической деятельности, значительная часть которых получена вследствие выпадения уже сформированной функции (у взрослых и детей с травматическими, сосудистыми нарушениями) дополнены данными, полученными в ходе коррекционного процесса у детей с отставанием в развитии.

Акцент коррекционных программ воздействия вблизи корковой проекции задней трети верхне-височной извилины левого полушария (предположительно зоны Вернике) позволил получить целый спектр позитивных изменений отдельных психических функций и поведения в целом. В частности, отмечено повышение качества импрессивной и экспрессивной речи, а также повышение коммуникативных функций у детей с аутистической симптоматикой. Наблюдалось также повышение концентрации внимания, адекватности поведения, оптимизация эмоционально-мотивационной сферы. В конечном итоге имело место качественное повышение обучаемости и социальной адаптации детей группы риска на ранних этапах онтогенеза, когда эффективность воздействия выше за счет пластичности мозга. Полученные результаты указывают на формирование отдельного направления в детской нейропсихологии, имеющего также высокое практическое значение.

Апробация работы: результаты работы были представлены в виде устных и стендовых докладов - на Международной конференции к 150-летию со дня рождения И.П. Павлова (СПб, 1999); Международной конференции к 50-летию образования Института физиологии детей и подростков РАО (Москва, 2000); на научно-практической конференции «Лечебные эффекты центральных и периферических электрических воздействий (СПб, 2001); XI и XIII Всероссийских научно-практических конференциях неврологов (СПб - 2002, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Теоретические и эмпирические подходы к изучению толерантных установок сознания и толерантности отношений (СПб, 2002); 7 Мультидисциплинарной международной конференции по биологической психиатрии «Стресс и поведение» (Москва, 2003), 1 съезда физиологов стран СНГ (Сочи, 2005); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Природные факторы и социальные условия успешности обучения» (СПб, 2005), ХШ Международного Совещания и VI школы по эволюционной физиологии (СПб. 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы прикладной психологии» (Ярославль, 2006), III Международной конференции по когнитивной науке (Москва, 2008), IV Междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, 2008).

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 98-06-800050а, РГНФ № 03-06-00139а, СПб НЦ РАН (инициативный проект № 18 раздел 2), Федеральной программы развития образования (Раздел «Развитие способов экспресс-диагностики уровня здоровья и адаптивного ресурса подростков»). Публикации: основные положения диссертации изложены в 47 публикациях, в том числе 10 статьях в рецензируемых журналах, монографии, 3 изобретениях.

Объем и структура диссертации: диссертационная работа содержит введение, 5 глав: обзор литературы, материалы и методы исследования, 3 главы результатов и их обсуждение, а также заключение, выводы, список литературы, 3 приложения. Работа изложена на 339 страницах машинописного текста, иллюстрирована 42 рисунками и 59 таблицами. Библиографический указатель состоит из 542 источников (352 отечественной и 190 иностранной литературы).

2. Материалы и методы

Обследованы дети, имевшие в анамнезе данные о перинатальном поражении ЦНС (преимущественно гипоксически-ишемического генеза), которые наблюдались в клинике ИМЧ РАН в связи с жалобами на повышенную утомляемость, нарушения сна, трудности в обучении, в том числе за счет отставания в развитии высших психических функций и речи, расторможенности, гиперактивности и т.п. Дети были разделены на следующие группы:

1 группа - дети раннего дошкольного возраста с нормой развития высших психических функций (ВПФ) и речи;

2 группа - дети дошкольного возраста с нарушениями речи при нормальном уровне развития ВПФ (темповые задержки развития речи, общее недоразвитие речи);

3 группа - дети дошкольного возраста с сочетанными нарушениями развития ВПФ и речи: 3А - не отягощенными аутистической симптоматикой; 3Б - отягощенными наличием аутистической симптоматики; 3В - дети с ранним детским аутизмом.

4 группа - учащиеся массовой начальной школы: 4А - успешно справляющиеся с программой обучения в массовой школе; 4Б - учащиеся с наличием школьных трудностей (дизграфия и/или дислексия, синдром дефицита внимания и др.).

ЭЭГ-исследования проведены однократно (методом поперечных срезов) у 1917 детей в возрасте от 7 мес. до 10 лет: 1041 детей раннего и дошкольного возраста и 876 учащихся начальной массовой школы. Методом продольных срезов (лонгитюдный метод) проведено 1295 ЭЭГ-исследований у 400 детей. Использованы также данные 825 РЭГ-исследований. 217 детей из числа обследованных проходили в клинике ИМЧ РАН лечение с использованием метода транскраниальных микрополяризаций (ТКМП). Проведено 1413 сеансов ТКМП: 1205 - у 171 ребенка дошкольного возраста и 208 сеансов у 46 учащихся начальной школы. 69% обследованных детей были правшами, 19% - леворукими и 12% - амбидекстрами. Среди детей 1 группы мальчики составляли 57% (девочки - 43%), во 2 группе - 65% мальчиков, в 3 группе - 77%, в группе 4Б - 83%.

Исследование возрастной сформированности (зрелости/незрелости) корковой ритмики проводили на основе параметров биоэлектрической активности мозга в диапазоне ЭЭГ. Регистрация производилась на 16-канальном электроэнцефалографе фирмы Medicor и компьютерном энцефалографе ООО «Мицар». Расположение хлорсеребряных мостиковых электродов по международной системе 10-20, запись в полосе частот: нижняя граница - постоянная времени 0.1 и 0.03 сек, верхняя граница 70 Гц. Сопротивление ЭЭГ-электродов не превышало 5 кОм. Запись осуществлялась монополярно по отношению к правому и левому ушному хлорсеребряным электродам (или объединенному) и биполярно в покое в течение 2-4 мин. Функциональная нагрузка - ритмическая фотостимуляция на частотах 1-20 Гц. Пакет программного обеспечения обработки ЭЭГ- Win EEG 2.81.27 (Пономарев В.А., ИМЧ РАН). Для статистической обработки ЭЭГ выбран метод оценки спектров мощности ЭЭГ, как наиболее сопоставимый с особенностями клинической (визуальной) оценки параметров ЭЭГ (Зенков, 2002). Проведен сравнительный анализ спектров мощности по основным диапазонам ЭЭГ. Параметры вычисления спектров: стандартная эпоха анализа 4 сек, полуперекрывание эпох 50%, временное окно Хеннинга, длительность анализируемого фрагмента ЭЭГ в покое при закрытых глазах около 1 мин. Статистический анализ спектров мощности ЭЭГ при сравнении отдельных условий проводился с помощью двухфакторного дисперсионного анализа для повторных измерений, с факторами «группа детей» (число уровней 3 и 2) и «локализация электродов» (число уровней 16).

Для решения поставленных задач использован также клинический феноменологический (визуальный) анализ, позволяющий дать качественную оценку целостного паттерна ЭЭГ (Лукашевич и др., 1994, 1998; Жирмунская, 1996; Жирмунская, Лосев, 1998). Анализировали фрагмент ЭЭГ в покое и реакцию на ритмическую фотостимуляцию (наличие/отсутствие реакции усвоения ритма световых мельканий). Кроме традиционно используемой для оценки ЭЭГ у детей частоты основного (альфа) ритма, в настоящей работе для описания паттернов зрелости/незрелости ЭЭГ детей группы риска были выделены еще два параметра. Первый указывал на наличие/отсутствие пространственной организации ведущего ритм, сформированность теменно-затылочного фокуса ритма. Второй характеризовал амплитудный диапазон ЭЭГ: фоновая активность в пределах до 50 мкВ оценивалась как низкоамплитудная, в пределах от 50 до 100 мкВ - как высокоамплитудная, более 100 мкВ - чрезмерно высокая (используемая в клинике для описания патологических пароксизмальных форм активности и исключенная из анализа данных). Достоверность различий долей типов ЭЭГ и данных РЭГ определяли с помощью Difference tests for proportions (t-test).

Для оценки особенностей церебрального кровотока детей группы риска использован метод реоэнцефалографии. РЭГ регистрировалась с помощью прибора 4 РГ-2М во фронто- и окципито-мастоидальном отведениях билатерально, в покое и при ротации головы (наклон направо, налево и запрокидывание головы назад) (Кожушко, Матвеев, 2001; 2003). Использовали показатели интенсивности пульсового кровенаполнения (по амплитуде пульсовой волны - А Ом) в бассейне внутренних сонных артерий (БВСА) и вертебро-базилярном бассейне (ВББ). Степень достаточности/дефицитарности данного показателя оценивалась по отношению к возрастным нормам (Ратнер, 1990; Зенков, Ронкин, 1991). Для определения функциональных резервов сосудистой системы при поддержании оптимального кровотока при нагрузке использовали показатель реактивности сосудов на функциональную пробу, что позволяло оценить сохранность ауторегуляторных реакций мелких сосудов (Гайдар, 1984; Бархатов, Джибладзе, 2005).

Тестирование уровня развития высших психических функций (ВПФ) выполнено специалистами ИМЧ РАН с применением стандартизированных тестов (Лурия, 1956-1976; Бурлачук, Морозов, 1989; Мамайчук, 2003; Анастази, Урбина, 2004; Соколов и др., 2005). При логопедическом тестировании использовалась речевая карта Г.А. Волковой (1993), дидактический материал Т.Б.Филичевой и Г.В.Чиркиной (1993), для оценки умственного развития детей - стандартизированная карта С.Д. Забрамной (1995), для определения дисграфии и дислексии - методика А.Н. Корнева (2000), дидактический материал Л.Г. Кобзаревой и Т.И. Кузьминой (2000).

Транскраниальные микрополяризации («центральная анодизация» - Пономаренко, 1999) у обследованного контингента детей проводились с помощью серийного медицинского гальванизатора ПОТОК-1, включенного в Государственный Реестр медицинской техники (сертификат соответствия № РОСС RU. МЕ27.В03541) а также «ЭЛФОР-проф» (рег. удостоверение Минздрава РФ № 29/06060701/2742-01). Использовались два стандартных металлических (свинцовых) дисковых электрода диаметром 27 мм или электроды из токопроводной резины (площадь около 3 см²), которые устанавливались на кожные покровы головы через 6-8 слоев фланелевой прокладки, увлажненной водопроводной водой. Длительность одного сеанса ТКМП 20 мин, интервал между сеансами, как правило, 1 неделя, продолжительность одного курса ТКМП в дошкольном возрасте от 3 до 6 сеансов при величине применяемого тока 60 - 130 мкА, в школьном возрасте от 5 до 8 сеансов при значениях тока 100 - 200 мкА. Плотность тока - соответственно в пределах 20 - 75 мкА/кв.см.

Электроды фиксировались на голове с помощью ЭЭГ шлема (сетки из тонкой полимерной трубки) и располагались в соответствии с координатами схемы черепно-мозговой топографии Кренлейна, используемой в оперативной хирургии для уточнения проекций внутримозговых ориентиров на поверхности головы (цит. по: Кованов и др., 2001). Предложенная схема позволяет с известной точностью проецировать на поверхность черепа основные борозды и извилины больших полушарий головного мозга, избегая проведения без клинической необходимости МРТ-исследования у обследованного контингента детей под общим наркозом. При проведении ТКМП использовали продольное расположение электродов. Положение анода в соответствии с поставленными целями выбиралось на основе нейропсихологических данных (Цветкова, 2000), с учетом данных психолого-логопедического тестирования, а также известного опыта применения ТКМП у детей с нарушениями развития (Богданов и др., 1997-2002; Пинчук, 1997-2007; Кропотов и др., 1999; Шелякин и др., 1997-2008; Чутко и др., 2004; Кропотов, 2005). Катод устанавливался, как правило, около большого затылочного отверстия или сосцевидного отростка на максимально удаленном от анода расстоянии в одноименном с анодом полушарии.

Для оценки психологических эффектов применения ТКМП выбран принцип, используемый при определении дифференциальных порогов, позволяющий выявить факт изменения той или иной психической функции, речи, поведения. Количественные и качественные изменения выявлялись во время коррекционно-развивающих занятий в ходе курса ТКМП, на индивидуальных и групповых занятиях в детском саду, на дому по следующим основным блокам.

I блок - блок регуляции тонуса и бодрствования (Лурия, 1978), мотивационно-энергетический компонент деятельности (Домишкевич, 2002). Оценивались изменения общего уровня активности ребенка по ходу курса ТКМП: а) общая психомоторная активность: повышение координации движений; освоение новых двигательных видов деятельности (игра в мяч, езда на велосипеде, плавание в бассейне), улучшение мелкой моторики; б) ориентировочно-исследовательский компонент деятельности: появление/увеличение желания рассматривать, трогать новые объекты (бытовые и учебные); в) познавательный интерес: появление/увеличение числа вопросов «что, зачем, почему…?»; при грубом отставании в развитии - появление указательного жеста; г) работоспособность, продуктивность деятельности - увеличение числа правильно выполненных учебных заданий, удлинение продолжительности эффективного (без отвлечений) занятия, в т.ч. за счет повышения усидчивости, концентрации внимания.

II блок объединял изменения речи, как ведущей функции в формировании психики ребенка. Сюда входили: а) появление/повышение понимания речи от простейших бытовых инструкций до более сложных лексико-грамматических конструкций; б) рост активного и пассивного словаря, в случаях грубого отставания - появление интонационно оформленных вокализаций, слогов; рост речевого сопровождения действий («оречевления») - во время игры или занятия; в) повышение качества речи, дающее возможность посторонним людям понимать речь ребенка, возможности артикуляторных упражнений при постановке и автоматизации звуков; улучшение грамматического строя речи: переход от простых предложений к сложным грамматическим конструкциям, включающим прилагательные, предлоги… г) появление или рост потребности в общении со сверстниками и взрослыми (в случаях аутизма - с разрешением тактильного контакта и появлением/удлинением зрительного контакта);

III блок включал блок высших психических функций (ВПФ): сенсорно-перцептивные процессы, память, мыслительные операции и др. Оценивались: а) в сенсорно-перцептивной сфере - переход от хаотичных, силовых проб к примериванию, зрительному соотнесению, уменьшение числа ошибок при дифференцировании цвета, формы и размера предметов; б) в мнестической сфере - повышение объема запоминания зрительного и слухового материала, воспроизведение материала более раннего периода обучения («латентное научение»); в) в мыслительной сфере - повышение качества и количества выполненных тестов на мыслительные операции, обоснования произведенных действий; г) в эмоциональной сфере - оживление мимики, улучшение идентификации эмоционального состояния других людей (в т.ч. на картинках, в мультфильмах), повышение настроения при снижении раздражительности, агрессивности, эмоциональной лабильности.

IV блок программирования, контроля и регуляции деятельности (А.Р. Лурия). В данном блоке оценивались следующие параметры: а) появление или нарастание эффективности волевых усилий при исходно недостаточном интересе к заданиям, признаках усталости и др., проявления самостоятельности и инициативы при выполнении деятельности; б) появление/расширение сферы принятия помощи со стороны взрослого - от игнорирования до полного использования («зона ближайшего развития»); в) уменьшение проявлений неадекватного (полевого) поведения, в том числе за счет роста влияния регулирующей функции речи взрослого; г) изменение характера игр: появление или усложнение сюжета, в случаях грубого отставания в развитии - переход от бесцельных манипуляций к рассматриванию игрушек, элементарным игровым действиям.

V блок использовался, как правило, при оценке изменений в ходе ТКМП у детей с грубым отставанием в развитии, и касался бытовых, гигиенических навыков (самообслуживания). В группе младших школьников V блок был связан с оценкой школьных навыков (чтения, письма, счета). Изменения были представлены: а) повышением скорости выполнения школьных работ; б) повышением качества письма: уменьшением числа ошибок при письме, появлением/увеличением умения их находить и исправлять в устных и письменных работах; в) повышением качества чтения: переходом от послогового чтения к чтению словами, повышением скорости чтения, улучшением понимания прочитанного и возможности его пересказать, появление интонационной оформленности; г) повышение способности к счетным операциям, планирования их последовательности, проверки полученных результатов.

При оценке эффекта каждого сеанса ТКМП находилась сумма выявленных положительных изменений по группе детей по каждому из 5 указанных блоков. Так, например, повышение двигательной активности, удлинение времени продуктивного занятия относили к позитивным изменениям показателей I блока, увеличение речевой продукции, повышение качества ее произнесения, появление новых слов - к показателям II блока, увеличение объема запоминания тестовых картинок, определение новых геометрических форм - к показателям III блока и т.п. Изменения могли быть выявлены у ребенка сразу по нескольким параметрам одного блока, поэтому частоты их обнаружения (по отношению к числу детей в группе) суммировались. Так, если сдвиги обнаруживались у каждого ребенка более, чем по одному показателю данного блока функций, сумма частот позитивных изменений превышала 1.

Оценка эффекта 1-го сеанса ТКМП производилась по отношению к исходному (до ТКМП) уровню развития высших психических функций (ВПФ) и речи, эффект каждого последующего сеанса оценивался относительно предыдущего. Достоверность нарастания позитивных психологических изменений под влиянием ТКМП по отдельным группам детей, психологическим блокам, сеансам оценивалась с помощью непараметрического S-критерия тенденций Джонкира (Сидоренко, 2004).

Результаты исследований

Использование для анализа ЭЭГ трех основных ее переменных: частоты альфа-ритма, его пространственной организации в виде наличия теменно-затылочного фокуса, а также амплитудного диапазона ЭЭГ (высокого или низкого) - позволило сформировать классификацию основных типов ЭЭГ у детей дошкольного возраста с последствиями перинатального поражения ЦНС.

высокоамплитудный (диапазон 50-100 мкВ), с наличием теменно-затылочного фокуса альфа-ритма - «зрелый высокоамплитудный тип ЭЭГ», как правило, синхронизированный, описываемый в литературе как стандарт нормы;

низкоамплитудный (менее 50 мкВ) тип без пространственной организованности ритмов, как правило, асинхронный - «незрелый низкоамплитудный тип ЭЭГ».

Данные типы ЭЭГ составляли около 85% от общего числа проанализированных ЭЭГ обследованных детей и потому могут быть выделены в качестве базовых. Промежуточное положение занимают еще 3 сочетания выделенных критериев ЭЭГ. Это тип высокоамплитудной ЭЭГ (50-100 мкВ) с регулярными формами активности, но без сформированного теменно-затылочного фокуса ритма - «незрелый высокоамплитудный тип», а также низкоамплитудный тип с наличием пространственно организованного альфа-ритма менее 50 мкВ, и высокоамплитудный тип с замедлением ведущего ритма.

По данным дисперсионного анализа именно в диапазоне частот альфа-ритма (8-12 Гц) выявлены статистически достоверные различия по основному фактору «группа» между тремя вышеописанными группами дошкольников с разным уровнем развития ВПФ и речи (1, 2, 3 группы): F (2.131)=4.95, е=0.1585, p?0.01 (рис. 1). По мере нарастания степени отставания в развитии наблюдается снижение спектра мощности альфа-ритма, как и при клинико-физиологической оценке визуальных паттернов ЭЭГ. Выявлены также статистически достоверные межгрупповые различия в альфа-диапазоне и при анализе взаимодействия факторов «группа - локализация»: F (30.1965)=2.17, е=0.1585, р? 0.001. Максимальные различия между группами по распределению спектров мощностей по скальпу также отмечены в теменно-затылочном фокусе альфа-ритма.

У дошкольников 1 группы (3.5-7 лет с нормой развития высших психических функций и речи, n=520) зрелый тип ЭЭГ как высокой, так и низкой амплитуды в целом составлял 85%. Доля незрелого типа, соответственно, была достоверно снижена - до 15% от общего числа проанализированных ЭЭГ (p?0.001). У детей с отставанием в развитии выявлено повышение частоты встречаемости незрелого типа ЭЭГ в соответствии с нарастанием тяжести нарушения (рис.2). Так, во 2 группе детей с нарушениями речи при норме ВПФ (n=204) незрелый тип ЭЭГ выявлен в 26% случаев. В то же время у детей 3 группы (n=226) с сочетанным отставанием в развитии ВПФ и речи этот процент выше более, чем в 2 раза (55.3%) (p?0.001). То есть по мере утяжеления дефекта развития ВПФ и речи происходит постепенное снижение доли зрелых ЭЭГ с соответствующим повышением доли незрелых ЭЭГ.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Сравнительный анализ суммарных спектров мощности альфа-диапазона ЭЭГ у детей группы риска дошкольного возраста с разным уровнем развития высших психических функций (ВПФ) и речи

Условные обозначения: по оси ординат - суммарные значения спектральной мощности альфа - активности по основным отведениям ЭЭГ (схема 10-20), по оси абсцисс - номер группы дошкольников: 1 - норма развития ВПФ и речи; 2 - нарушения развития речи при норме других ВПФ; 3 - сочетанные нарушения развития ВПФ и речи.

Рис. 2. Распределение типов ЭЭГ: зрелого (черная часть столбика) и незрелого (серая часть) у дошкольников с разным уровнем развития ВПФ и речи

Условные обозначения: по оси ординат - % обнаружения типа ЭЭГ в группе; по оси абсцисс - группы дошкольников (см. рис. 1)

Таким образом, можно говорить о наличии достоверных связей между степенью зрелости корковой ритмики, оцениваемой по выделенным нами критериям ЭЭГ, и тяжестью нарушений развития высших психических функций (ВПФ) и речи ребенка.

Было выявлено также, что доля незрелых ЭЭГ у детей 2 группы, которым была показана ТКМП ввиду низкой эффективности традиционных способов коррекции, была почти вдвое выше, чем у детей данной группы с эффективным традиционным подходом к коррекции речи (44.5% против 23.2% - достоверные различия при p?0.001)(рис. 3). В 3 группе доля незрелых ЭЭГ у детей, не дававших позитивную динамику на традиционных схемах коррекции, также была выше и составляла 61.0% против 43.6% в группе традиционной коррекции (достоверные различия при p?0.001)(рис.4). Таким образом, в случаях выявления незрелости корковой ритмики в раннем возрасте можно прогнозировать снижение эффективности традиционных подходов в коррекции аномального развития ВПФ и речи.

Рис. 3 Распределение типов ЭЭГ у детей 2 группы: зрелого (черная часть столбика) и незрелого (серая часть): I - на традиционных схемах коррекции без применения ТКМП (n=168), II - с применением ТКМП (n=38)

Рис. 4. Распределение типов ЭЭГ у детей 3 группы: зрелого (черная часть столбика) и незрелого (серая часть): I - на традиционных схемах коррекции без применения ТКМП (n=85), II - с применением ТКМП (n=141).

В группе учащихся начальной школы с наличием школьных трудностей доля незрелых ЭЭГ по сравнению с нормой также достоверно возрастала с 17.6 до 37.9%, с соответствующим снижением доли зрелой, сформированной ЭЭГ с 82.4 до 62.1% (p?0.001). У учащихся с низкой эффективностью традиционных способов коррекции школьных трудностей, соотношения типов ЭЭГ менялись в сторону достоверного роста доли незрелых ЭЭГ по сравнению с учениками, которые давали положительную динамику на традиционной коррекции (p?0.05).

При ЭЭГ - исследовании лонгитюдным методом (продольный срез у одних и тех же детей в возрасте от 3 до 10 лет) было показано, что описанная в литературе возрастная динамика ЭЭГ у детей с последствиями перинатального поражения ЦНС имеет свои особенности. Так, изменение незрелого типа ЭЭГ с возрастом, то есть смена его на ЭЭГ зрелого типа, происходит лишь у 10-20% детей. Именно недостаточная организованность корковой ритмики у обследованных детей, как отражение нарушений интегративных процессов в мозгу, выходит на первый план по сравнению с рядом других особенностей биоэлектрической активности (патологическими формами активности, полиритмией и пр.). Видимо, именно это свойство ЭЭГ значимо отличает норму от аномального развития вследствие перинатального поражения ЦНС: несформированные по возрасту («незрелые») ЭЭГ в процессе онтогенеза практически не переходят в иное качество - «зрелости».

Анализ данных РЭГ при оценке церебрального кровотока показал, что в покое снижение амплитуды пульсового кровенаполнения (до уровня возрастного дефицита) в бассейне внутренних сонных артерий у обследованных детей было очень редким - не более чем у 0,5% детей. В то же время в бассейне позвоночных артерий в покое сосудистый дефицит (амплитуда пульсового кровенаполнения А Ом ниже возрастной нормы) выявлен почти у половины дошкольников в норме и с нарушениями развития, в том числе вследствие патологии краниовертебральной области, нестабильности в шейном отделе позвоночника (по данным истории болезни) (табл. 1).

Таблица 1. Особенности церебрального кровотока у детей группы риска

При ротационных нагрузках вследствие компрессионных экстравазальных воздействий на позвоночные артерии отмечено либо усугубление вышеупомянутого сосудистого дефицита, либо его появление в случае исходной нормы РЭГ в покое. В группе дошкольников с нарушениями развития данный дефицит при нагрузке обнаружен у 85.7% детей, снижение А (Ом) при этом могло достигать 50-80% от исходного уровня (при детской норме 20%). Реактивность сосудов, характеризующая пластичность системы ауторегуляции церебрального кровотока при нагрузке, была сниженной или отсутствовала почти у 60% дошкольников с последствиями перинатального поражения ЦНС. У школьников, справляющихся с программой начальной школы, за счет факторов естественного роста и лечебных мероприятий отмечено достоверное снижение доли исходного дефицита кровотока в вертебро-базилярном бассейне (ВББ) до 19.8% по сравнению с 43.4% в дошкольном возрасте (p?0.01), в сочетании с повышением реактивности сосудов на нагрузку. Но при этом отмечена тенденция к повышению вертеброгенных воздействий на позвоночные артерии (с 56.1 до 69.2%) за счет известного роста нагрузки на позвоночник в условиях интенсивных программ обучения. У школьников с трудностями обучения при ротационных нагрузках снижение интенсивности пульсового кровенаполнения до уровня возрастного дефицита осталось таким же выраженным, как в дошкольный период (более, чем в 80% случаев).

При коррекции различных форм нарушений развития ВПФ и речи транскраниальные микрополяризации (ТКМП) проводились при расположении анода вблизи предполагаемых корковых проекций с учетом характера психологического дефекта у ребенка и данных нейропсихологии о корковой локализации психических функций. Курс ТКМП по сравнению с известными схемами был сокращен по всем основным параметрам: длительность одного сеанса уменьшили с 40-60 до 20 минут, продолжительность курса у дошкольников сократилась с 10-15 до 3-6 сеансов. Перерыв между сеансами был удлинен с 1-2 дней до 5-7 дней. Несмотря на уменьшение суммарной продолжительности воздействия ТКМП за курс в 4-6 раз, у обследованных нами дошкольников непосредственный эффект в отношении высших психических функций (ВПФ) и речи развивался, как правило, после первых сеансов ТКМП, но не позднее середины курса, с сохранением известного эффекта нарастания позитивных изменений в отдаленный период после окончания курса ТКМП.

Исключительная роль речи в формировании психики ребенка явилась основанием для выбора в качестве первичных мишеней воздействия ТКМП у детей дошкольного возраста предполагаемых корковых проекций задней части нижне-лобной извилины (вблизи проекции зоны Брока в левом полушарии - поля 44, 45 по Бродману) и задней трети верхне-височной извилины в левом полушарии (предположительно вблизи проекции зоны Вернике - поле 42). Данный выбор способствовал быстрому достижению эффектов ТКМП при нарушениях экспрессивной и импрессивной речи у детей с различными формами речевых расстройств, в том числе в структуре задержки психического развития, аутистических синдромов. Положительные изменения не ограничивались непосредственно речевыми функциями, а распространялись на многие виды психической деятельности, связанные с различными функциями речи: абстрактно-логическое мышление (операции обобщения, классификации и пр.), счет (понимание количественных отношений), внимание (понимание инструкций, регулирующих поведение ребенка), процессы социализации (коммуникативные свойства речи) и др.

Динамика изменений психических процессов во 2 группе (с нарушениями речи при норме развития ВПФ) подтверждала обоснованность произведенного выбора областей воздействия (до 50% ТКМП вблизи корковых проекций речевых зон - от общего их числа). Максимальное количество изменений было отмечено в блоке речевой функции (II) (рис.5, достоверные тенденции при р?0.01). На втором месте по выраженности находились изменения показателей, входящих в активационный, блок (I), который характеризовал рост познавательного интереса, общей активности ребенка, в т.ч. усидчивости и работоспособности. К 4-5 сеансам скорость нарастания позитивных изменений в указанных сферах снижалась.

Рис. 5. Динамика психологических эффектов (по блокам) у детей 2 группы (нарушения речи при норме ВПФ) в ходе курса ТКМП (38 чел, 185 сеансов)

Условные обозначения: по оси ординат - сумма частот позитивных изменений психологических показателей блоков (I-V) в ходе курса ТКМП, по оси абсцисс - достоверный прирост психологических показателей блоков по ходу курса ТКМП; обозначения блоков - внизу рисунка

Для большинства детей данной группы достигнутый эффект ТКМП был достаточным (как толчок) для последующего успешного обучения детей, поэтому количество повторных курсов ТКМП во 2 группе детей минимальное по сравнению с остальными (не более 2-х курсов в случаях общего недоразвития речи, не более 1 курса - при темповой задержке развития речи).

При составлении рекомендаций программ ТКМП для группы 3А воздействия вблизи предполагаемых корковых проекций речевых зон сочетались с ТКМП на корковые проекции ассоциативных областей коры больших полушарий, поскольку возраст детей (старшие дошкольники) соответствовал началу подготовки к школе с соответствующим повышением требований к мыслительным процессам, произвольному вниманию. В данной группе детей позитивные накапливались от первого сеанса к пятому, характеризуя постепенность формирования более высокого уровня развития исходно сниженных функций (рис. 6). Исчез в группе 3А и максимум изменений параметров речи (характерный для 2 группы детей) на фоне содружественного повышения позитивных изменений по I, II и III блокам: речевому, активационному, блоку высших психических функций (ВПФ) (достоверные тенденции изменений при p?0.01). В то же время параметры IV блока регуляции поведения в период, предшествующий поступлению в школу, в группе 3А оставались сниженными. Это диктовало целесообразность более длительного курса у детей с выраженным отставанием в психическом развитии. Повторные курсы ТКМП проведены у 46 детей из 104.

Рис. 6. Динамика психологических эффектов (по блокам) у детей группы ЗА (сочетанные нарушения речи и ВПФ без аутистической симптоматики) в ходе курса ТКМП (62 чел, 511 сеансов)

Условные обозначения: см. рис. 5.

Сходная динамика «накопления» эффекта отмечена и группе 3Б у детей с сочетанным нарушением развития ВПФ и речи, отягощенным аутистической симптоматикой. Преобладание ТКМП на области предполагаемых корковых проекций речевых зон в дошкольном возрасте сохранялось, но акцент был смещен к проекции задней трети верхне-височной извилины левого полушария (предположительно зона Вернике). Это привело к более значительному росту изменений показателей речи (по сравнению с другими блоками - рис. 7), преимущественно за счет повышения ее коммуникативной функции, что особенно важно при коррекции аутистической симптоматики. Данные изменения сочетались, как и в группе 3А, с повышением позитивных сдвигов по I и III блокам психологических показателей. Почти половина детей данной группы также проходила повторные курсы ТКМП с целью уменьшения выраженности нарушений ВПФ и речи.

Рис. 7. Динамика психологических эффектов ТКМП (по блокам) у детей группы ЗБ (сочетанные нарушения речи и ВПФ с аутистической симптоматикой) в ходе курса ТКМП (42 чел, 295 сеансов)

Условные обозначения: см. рис. 5.

В группе 3В, где определяющим дефектом в структуре отставания психического развития было нарушение коммуникативных функций (ранний детский аутизм - РДА) динамика коррекционного процесса в ходе курса ТКМП также имела свои особенности (рис.8). Акцент воздействия ТКМП был усилен вблизи корковой проекции задней трети верхне-височной извилины левого полушария (предположительно зона Вернике) - до 71% от общего количества воздействий на корковые проекции речевых центров. Последовательность изменений психологических показателей в группе 3В была промежуточного типа по сравнению с вышеописанными группами детей 2 и 3А. Так, максимум изменений речевых функций (в основном коммуникативных) сохранялся, но количество позитивных изменений сначала постепенно снижалось от 1-го сеанса к 4-му, а затем к 5-му сеансу эффект был выражен максимально. Это характеризовало своеобразное объединение в процессе ТКМП у детей с ранним детским аутизмом эффекта «толчка» к развитию с эффектом «накопления» изменений в психической деятельности ребенка.

Рис. 8. Динамика психологических эффектов (по блокам) у детей группы 3В (ранний детский аутизм) в ходе курса ТКМП (29 чел, 214 сеансов)

Условные обозначения: см. рис. 5

В группе школьников 4Б в соответствии с психологическими законами развития при составлении программ воздействия акценты ТКМП приходились вблизи предполагаемых корковых проекций ассоциативных областей с сохранением акцента на левое полушарие (до 60% от общего количества воздействий). В качестве одной из мишеней при ТКМП осталась (как и в известных схемах) правая фронтальная область (предположительно поле 9), связанная с обеспечением функций произвольного внимания. В левом полушарии для ТКМП были выбраны: предполагаемые корковые проекции задней трети верхне-височной извилины (предположительно зоны Вернике, связанной не только с пониманием речи, но и с участием в формировании письменной речи), височно-теменно-затылочной области (предположительно зоны ТРО на границе полей 37, 39, 19, связанной с процессами зрительно-пространственной координации, различением графических стимулов), нижне-теменной области (предположительно области угловой извилины, связанной с формированием функций чтения и письма. - поле 39).

Подбор областей воздействия ТКМП в соответствии с имеющимися школьными трудностями, способствовал постепенному повышению учебных успехов за счет роста качества чтения, письма и счета (V блок) по сравнению с другими функциями, и был наиболее выражен в середине курса (рис.9). Менее существенные позитивные изменения были связаны с блоком активации (I) и блоком регуляции поведения (IV).

Рис. 9. Динамика психологических эффектов ТКМП (по блокам) у учащихся начальной массовой школы с наличием школьных трудностей (группа 4Б) в ходе курса ТКМП (46 чел, 208 сеансов)

Условные обозначения: см. рис. 5. Содержание V блока для учащихся массовой школы связано с оценкой эффектов изменений школьных навыков (чтение, письмо и счет)

В таблице 2 приведены сводные данные межгрупповых различий психологических эффектов по 4 основным блокам (общим для детей дошкольного и школьного возраста) в ходе курсов ТКМП.

Таблица 2. Межгрупповые различия психологических эффектов ТКМП

Прим.: группы детей: 2 группа - нарушения речи при норме ВПФ; 3 группа - сочетанные нарушения развития ВПФ и речи: 3А - не отягощенные аутистической симптоматикой; 3Б - отягощенные аутистической симптоматикой; 3В - ранний детский аутизм; 4Б - учащиеся массовой начальной школы с наличием школьных трудностей

Обсуждение результатов

Полученные в настоящем исследовании результаты позволяют по-новому оценить механизмы формирования и коррекции различных форм нарушений развития высших психических функций (ВПФ) и речи перинатального генеза. Дети группы риска в процессе онтогенеза, несмотря на резервы естественного роста, огромные компенсаторные возможности мозга, при освоении возрастных нагрузок имеют исходно ряд ограничений. Первые (качественные) проявляются в виде незрелости или повреждения отдельных мозговых структур, нарушений их взаимодействия. Ограничения второго рода (количественные) выступают в виде повышенной утомляемости при освоении возрастных нагрузок (физических, интеллектуальных, эмоциональных, вербальных).

Из этого следует, что эффективный прогноз успешности адаптации к нагрузкам недостаточно строить только на основе психологического анализа степени сформированности высших психических функций (ВПФ) и речи по сравнению с возрастными нормами. Для детей группы риска необходимо учитывать также степень морфофункциональной зрелости мозга (оцениваемой по степени сформированности возрастной структуры биоритмов), работоспособности ЦНС при нагрузках.

Выделенные типы незрелости корковой ритмики (асинхрония, гиперсинхрония), в соответствии с принципами хронобиологии, входят в континуум дизритмии, отражающей дезорганизацию биологических ритмов вследствие начальной органической патологии мозга. Валидность феноменологических критериев классификации типов зрелости/незрелости ЭЭГ подтверждена данными анализа спектров мощности ЭЭГ, который показал достоверные различия между группами детей с разным уровнем развития ВПФ и речи только в альфа-диапазоне ЭЭГ с максимумом изменений в теменно-затылочной области коры больших полушарий. Адекватность выбора критериев классификации зрелости/незрелости корковой ритмики подтверждается также данными о достоверном росте доли незрелого типа корковой ритмики в соответствии со степенью тяжести нарушений развития высших психических функций (ВПФ) и речи у детей. Данные лонгитюдных исследований показали, что незрелый тип корковой ритмики имеет высокий риск сохранения и на более поздних этапах онтогенеза. Более высокая распространенность незрелого типа ЭЭГ у детей с нарушениями развития ВПФ и речи дает основания строить прогноз возможных ограничений формирования когнитивной и эмоционально-волевой сфер у детей группы риска на ранних этапах онтогенеза, когда пластичность мозга и компенсаторные возможности ЦНС выше. Это, в свою очередь, позволяет планировать превентивные мероприятия по динамическому наблюдению или коррекции нарушений формирования ВПФ и речи с целью минимизации негативных последствий перинатального поражения ЦНС на обучаемость и социальную адаптацию детей.