medvisМедицинская визуализацияMedical Visualization1607-07632408-9516RDS-Media Ltd.medvis-292Research ArticleГОЛОВА И ШЕЯHEAD AND NECKфМРТ-исследование особенностей функциональной активности мозга при произвольном переключении внимания у пациентов с речевыми расстройствамиfMRI Study of Functional Brain Activity Characteristics in Task Switching in Patients with Speech DisordersКупцоваСветлана ВячеславовнаKuptsovaSvetlana Vyacheslavovnasvoky@rambler.ruПетрушевскийАлексей ГарриевичPetrushevskiyAlexey Garrievichnoemail@neicon.ruФединаОксана НиколаевнаFedinaOksana Nikolaevnanoemail@neicon.ruЖаворонковаЛюдмила АлексеевнаZhavoronkovaLudmila Alexeevnanoemail@neicon.ruГБУЗ “Центр патологии речи и нейрореабилитации ДЗМ”; ФГБУ науки “Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН”РоссияCenter for speech pathology and neurorehabilitation; Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology RASRussian FederationГБУЗ “Центр патологии речи и нейрореабилитации ДЗМ”РоссияCenter for speech pathology and neurorehabilitationRussian FederationФГБУ науки “Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН”РоссияInstitute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology RASRussian Federation20162808201604518Copyright © Купцова С.В., Петрушевский А.Г., Федина О.Н., Жаворонкова Л.А., 20162016Купцова С.В., Петрушевский А.Г., Федина О.Н., Жаворонкова Л.А.Kuptsova S.V., Petrushevskiy A.G., Fedina O.N., Zhavoronkova L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://medvis.rdsmedia.ru/jour/article/view/292

Цель исследования: изучение особенностей функциональной активности мозга при переключении внимания между задачами у больных с речевыми нарушениями после локальных поражений мозга и изучение изменений функциональной активности мозга после курса реабилитации. Материал и методы. В исследовании приняли участие 45 человек, которых разделили на 2 группы: 25 (55,6%) здоровых испытуемых и 20 (44,4%) пациентов исследуемой группы с различными формами афазий и/или дизартрий. Всем испытуемым проводили МРТ и фМРТ-исследование. В фМРТ-исследовании испытуемые выполняли задачу, в которой нужно было переключать внимание между двумя задачами (сортировать фигуры по форме или по количеству). Результаты. При повторном исследовании в группе здоровых испытуемых не было обнаружено каких-либо значимых изменений в функциональной активности мозга по сравнению с первым исследованием. В группе пациентов было выявлено 3 паттерна активации при выполнении данной задачи: ярко выраженная асимметричная активация в лобных и теменных областях в одном из полушарий по сравнению с другим (20% пациентов); очень низкая активация головного мозга, преимущественно в лобных отделах (40% пациентов); очень высокая, часто диффузная активация головного мозга (40% пациентов). При повторном фМРТ-обследовании пациентов с положительной динамикой восстановления высших психических функций показатели функциональной активности мозга приближались к средним показателям группы нормы (соответствующего пола и возраста). Это было выражено преимущественно в лобных областях, также отмечалось снижение или исчезновение активации в дополнительных областях головного мозга, не наблюдаемой у здоровых людей. Выводы. Результаты настоящего исследования поддерживают точку зрения о надежности повторного фМРТ-исследования, позволяют использовать данный подход для оценки воздействия реабилитационных программ у пациентов с церебральной патологией, а также показывают, что у пациентов с положительной динамикой восстановления наблюдается тенденция к нормализации функциональной активности мозга.

The aim: to examine characteristics of functional brain activity in task switching in patients with speech disorders after brain damages and to examine of functional cerebral reorganization after course of rehabilitation. Materials and methods. There were 45 participants which were divided into two groups: 25 (55.6%) healthy people and 20 (44.4%) patients with different forms of aphasia and/or dysarthria. MRI and fMRI methods were used. In the fMRI task, the participants had to shift their attention between two objectives (classifying figures according to their form or number). Results. The results of the second session in the group of healthy individuals showed no significant changes in the brain activity as compared to the first session. In patients three patterns of activation were found: a powerful asymmetric activation in the frontal and parietal lobe in one hemisphere as compared to the other one (20% of patients); a very low activation mainly in frontal areas (40% of patients); and a very high and mostly diffuse brain activation (40% of patients). The second fMRI session revealed that patients with positive dynamics of recovery of higher mental functions showed that their brain activations are closer to average levels of those shown by healthy individuals (of the same sex and age). This was mainly expressed in frontal areas. Also it was found that activation in additional brain areas was lower or altogether absent which wasn't observed in healthy individuals. Conclusion. The results of this study support the view about the reliability of repeating the same fMRI task after a period of time, and allow to use this method for assessment of rehabilitation programs in patients with cerebral pathology as well as show the tendency to normalization of functional brain activity in patients with positive dynamics of recovery.

переключение вниманияуправляющие функцииафазиядизартрияфМРТtask switchingexecutive functionsaphasiadysarthriafMRIReferencesШкловский В.М., Визель Т.Г. Восстановление речевой функции у больных с разными формами афазии. М.: Ассоциация дефектологов, 2000. 96 с.Шкловский В.М., Визель Т.Г. Восстановление речевой функции у больных с разными формами афазии. М.: Ассоциация дефектологов, 2000. 96 с.Кадыков А.С., Черникова Л.А., Шахпаронова Н.В. Реаби литация неврологических больных. 3-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2014. 560 c.Кадыков А.С., Черникова Л.А., Шахпаронова Н.В. Реаби литация неврологических больных. 3-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2014. 560 c.Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека и их нарушения при локальных поражениях мозга. 3-е изд. М.: Академический Проект, 2000. 512 c.Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека и их нарушения при локальных поражениях мозга. 3-е изд. М.: Академический Проект, 2000. 512 c.Хомская Е.Д. Нейропсихология: Учебник для вузов. 3-е изд. СПб.: Питер, 2003. 496 c.Хомская Е.Д. Нейропсихология: Учебник для вузов. 3-е изд. СПб.: Питер, 2003. 496 c.Визель Т.Г. Основы нейропсихологии. М.: АСТ: Транзиткнига, 2006. 384 c.Визель Т.Г. Основы нейропсихологии. М.: АСТ: Транзиткнига, 2006. 384 c.Murray L.L. Attention deficits in aphasia: presence, nature, assessment, and treatment. Seminars in speech and language. 2002; 23 (2): 107-116.Murray L.L. Attention deficits in aphasia: presence, nature, assessment, and treatment. Seminars in speech and language. 2002; 23 (2): 107-116.Hula W.D., McNeil M.R. Models of attention and dual-task performance as explanatory constructs in aphasia. Seminars in speech and language. 2008; 29 (3): 169-187.Hula W.D., McNeil M.R. Models of attention and dual-task performance as explanatory constructs in aphasia. Seminars in speech and language. 2008; 29 (3): 169-187.Купцова С.В., Иванова М.В., Драгой О.В. и др. Особенности нарушения концентрации внимания у больных с разными формами афазии. Психологические исследования. 2014; 7 (34): 4.Купцова С.В., Иванова М.В., Драгой О.В. и др. Особенности нарушения концентрации внимания у больных с разными формами афазии. Психологические исследования. 2014; 7 (34): 4.Potagas C., Kasselimis D., Evdokimidis I. Short-term and working memory impairments in aphasia. Neuropsychologia. 2011; 49 (10): 2874-2878.Potagas C., Kasselimis D., Evdokimidis I. Short-term and working memory impairments in aphasia. Neuropsychologia. 2011; 49 (10): 2874-2878.Mayer J.F., Murray L.L. Measuring working memory deficits in aphasia. J. Communication Disorders. 2012; 45 (5): 325-339.Mayer J.F., Murray L.L. Measuring working memory deficits in aphasia. J. Communication Disorders. 2012; 45 (5): 325-339.Lezak M.D., Howieson D.B., Bigler E.D., Tranel D. Neuropsychological assessment. Fifth edition. Oxford: Oxford University Press, 2012. 1161 p.Lezak M.D., Howieson D.B., Bigler E.D., Tranel D. Neuropsychological assessment. Fifth edition. Oxford: Oxford University Press, 2012. 1161 p.Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. М.: Академия, 2013. 384 c.Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. М.: Академия, 2013. 384 c.Malloy P.F., Cohen R.A., Jenkins M.A., Paul R.H. Frontal lobe function and dysfunction. Clinical neuropsychology: a pocket handbook for assessment. Second edition by Snyder P.J. Nussbaum P.D., Robins D.L. Washington DC: American Psychological Association, 2006. 769 p.Malloy P.F., Cohen R.A., Jenkins M.A., Paul R.H. Frontal lobe function and dysfunction. Clinical neuropsychology: a pocket handbook for assessment. Second edition by Snyder P.J. Nussbaum P.D., Robins D.L. Washington DC: American Psychological Association, 2006. 769 p.Голдберг Э. Управляющий мозг: лобные доли, лидерство и цивилизация. М.: Смысл, 2003. 335 c.Голдберг Э. Управляющий мозг: лобные доли, лидерство и цивилизация. М.: Смысл, 2003. 335 c.Ramsing S., Blomstrand C., Sullivan M. Prognostic factors for return to work in stroke patients with aphasia. Aphasiology. 1991; 5: 583-588.Ramsing S., Blomstrand C., Sullivan M. Prognostic factors for return to work in stroke patients with aphasia. Aphasiology. 1991; 5: 583-588.Miyake A., Friedman N.P., Emerson M.J. et al. The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex ‘‘frontal lobe’’ tasks: a latent variable analysis. Cognitive Psychology. 2000; 41: 49-100.Miyake A., Friedman N.P., Emerson M.J. et al. The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex ‘‘frontal lobe’’ tasks: a latent variable analysis. Cognitive Psychology. 2000; 41: 49-100.Purdy M. Executive function ability in persons with aphasia. Aphasiology. 2002; 16 (4/5/6): 549-557.Purdy M. Executive function ability in persons with aphasia. Aphasiology. 2002; 16 (4/5/6): 549-557.Lange R.T., Iverson G.L., Zakrzewski M.J. et al. Interpreting the Trial making test following traumatic brain injury: comparison of traditional time scores and derived indices. J. Clin. Exp. Neuropsychol. 2005; 27: 897-906.Lange R.T., Iverson G.L., Zakrzewski M.J. et al. Interpreting the Trial making test following traumatic brain injury: comparison of traditional time scores and derived indices. J. Clin. Exp. Neuropsychol. 2005; 27: 897-906.Beatty W.W., Monson N. Problem solving by patients with multiple sclerosis: comparison of performance on the Wisconsin and California card sorting test. J. Int. Neuropsychol. Soc. 1996; 2: 134-140.Beatty W.W., Monson N. Problem solving by patients with multiple sclerosis: comparison of performance on the Wisconsin and California card sorting test. J. Int. Neuropsychol. Soc. 1996; 2: 134-140.Alevriadou A., Katsarou Z., Bostontjopoulou S. et al. Wisconsin card sorting test variables in relation to motor symptoms in Parkinson’s disease. Perceptual and motor skills. 1999; 89: 824-830.Alevriadou A., Katsarou Z., Bostontjopoulou S. et al. Wisconsin card sorting test variables in relation to motor symptoms in Parkinson’s disease. Perceptual and motor skills. 1999; 89: 824-830.Stuss D.T., Levine B., Alexander M.P. et al. Wisconsin card sorting test performance in patients with focal frontal and posterior brain damage: effects of lesion location and test structure on separable cognitive processes. Neuro psychologia. 2000; 38: 388-402.Stuss D.T., Levine B., Alexander M.P. et al. Wisconsin card sorting test performance in patients with focal frontal and posterior brain damage: effects of lesion location and test structure on separable cognitive processes. Neuro psychologia. 2000; 38: 388-402.Axelrod B.N., Goldman R.S., Heaton R.K. et al. Discriminability of the Wisconsin card sorting test using the standardization sample. J. Clin. Exp. Neuropsychol. 1996; 18: 338-342.Axelrod B.N., Goldman R.S., Heaton R.K. et al. Discriminability of the Wisconsin card sorting test using the standardization sample. J. Clin. Exp. Neuropsychol. 1996; 18: 338-342.Цветкова Л.С., Ахутина Т.В., Пылаева Н.М. Методика оценки речи при афазии. М.: МГУ, 1981. 67 c.Цветкова Л.С., Ахутина Т.В., Пылаева Н.М. Методика оценки речи при афазии. М.: МГУ, 1981. 67 c.Купцова С.В., Иванова М.В., Петрушевский А.Г. и др. Половые различия в способности к переключению зрительного внимания (фМРТ-исследование). Физиология человека. 2015; 41 (6): 49-64.Купцова С.В., Иванова М.В., Петрушевский А.Г. и др. Половые различия в способности к переключению зрительного внимания (фМРТ-исследование). Физиология человека. 2015; 41 (6): 49-64.Купцова С.В., Иванова М.В., Петрушевский А.Г. и др. Половые и возрастные особенности функционирования мозга при выполнении задачи на произвольное переключение зрительного внимания (фМРТ-исследование). Физиология человека. 2016; 42 (4): 15-26.Купцова С.В., Иванова М.В., Петрушевский А.Г. и др. Половые и возрастные особенности функционирования мозга при выполнении задачи на произвольное переключение зрительного внимания (фМРТ-исследование). Физиология человека. 2016; 42 (4): 15-26.Eickhoff S.B., Stephan K.E., Mohlberg H. et al. A new SPM toolbox for combining probabilistic cytoarchitectonic maps and functional imaging data. Neuroimage. 2005; 25: 1325-1335.Eickhoff S.B., Stephan K.E., Mohlberg H. et al. A new SPM toolbox for combining probabilistic cytoarchitectonic maps and functional imaging data. Neuroimage. 2005; 25: 1325-1335.Wager T.D., Jonides J., Reading S. Neuroimaging studies of shifting attention: a meta-analysis. NeuroImage. 2004; 22: 1679-1693.Wager T.D., Jonides J., Reading S. Neuroimaging studies of shifting attention: a meta-analysis. NeuroImage. 2004; 22: 1679-1693.Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В. и др. ЭЭГ - фМРТ анализ функциональной специализации мозга человека в норме и при церебральной патологии. Медицинская визуализация. 2012; 1: 15-25.Болдырева Г.Н., Жаворонкова Л.А., Шарова Е.В. и др. ЭЭГ - фМРТ анализ функциональной специализации мозга человека в норме и при церебральной патологии. Медицинская визуализация. 2012; 1: 15-25.Martin P.I., Naeser M.A., Ho M. et al. Overt naming fMRI pre- and post-TMS: Two nonfluent aphasia patients, with and without improved naming post-TMS. Brain and Language. 2009; 111: 20-35.Martin P.I., Naeser M.A., Ho M. et al. Overt naming fMRI pre- and post-TMS: Two nonfluent aphasia patients, with and without improved naming post-TMS. Brain and Language. 2009; 111: 20-35.Hodgson J.C., Benattayallah A., Hodgson T.L. The role of the dominant versus the non-dominant hemisphere: An fMRI study of Aphasia recovery following stroke. Aphasiology. 2014; 28 (2): 1426-1447.Hodgson J.C., Benattayallah A., Hodgson T.L. The role of the dominant versus the non-dominant hemisphere: An fMRI study of Aphasia recovery following stroke. Aphasiology. 2014; 28 (2): 1426-1447.Aron A.R., Gluck M.A., Poldrack R.A. Long-term testretest reliability of functional MRI in a classification learning task. NeuroImage. 2006; 29: 1000-1006.Aron A.R., Gluck M.A., Poldrack R.A. Long-term testretest reliability of functional MRI in a classification learning task. NeuroImage. 2006; 29: 1000-1006.Румшиская А.Д., Власова Р.М., Мершина Е.А., Печенкова Е.В. Эффект повторного сканирования в фМРТ-исследовании: моторные и когнитивные пробы. Когнитивная наука в Москве: новые исследования; Под ред. Печенковой Е.В., Фаликман М.В.. М.: Буки Веди, 2015: 384-389.Румшиская А.Д., Власова Р.М., Мершина Е.А., Печенкова Е.В. Эффект повторного сканирования в фМРТ-исследовании: моторные и когнитивные пробы. Когнитивная наука в Москве: новые исследования; Под ред. Печенковой Е.В., Фаликман М.В.. М.: Буки Веди, 2015: 384-389.Скоромец А.А., Скоромец А.П., Скоромец Т.А. Нервные болезни: учебное пособие. 8-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2014. 560 c.Скоромец А.А., Скоромец А.П., Скоромец Т.А. Нервные болезни: учебное пособие. 8-е изд. М.: МЕДпресс-информ, 2014. 560 c.Tregellas J.R., Davalos D.B., Rojasa D.C. Effect of task difficulty on the functional anatomy of temporal processing. NeuroImage. 2006; 32: 307-315.Tregellas J.R., Davalos D.B., Rojasa D.C. Effect of task difficulty on the functional anatomy of temporal processing. NeuroImage. 2006; 32: 307-315.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.