Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование функциональной межполушарной асимметрии мозга детей при сенсорной депривации

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Исследование функциональной межполушарной асимметрии мозга детей при сенсорной депривации"

На правах рукописи

ЖЕРЕБЦОВА ВАЛЕНТИНА АЛЕКСАНДРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ МОЗГА ДЕТЕЙ ПРИ СЕНСОРНОЙ ДЕПРИВАЦИИ

03.00.13 — физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 1993

- г -

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных Ростовского ордена Трудового Красного Знамени государственного университета и Научно-практическом центре клинической нейрофизиологии и нейрореабилитации комитета по здравоохранению и медицинскому страхованию г. Тулы.

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, профессор Г. А. Кураев

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Владимирский Б.М.

к. м. н., с. н. с. Ростовского НИИ акушерства и педиатрии Сысоева А.Ф.

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт

новых медицинских технологий МЗ РФ (г. Тула)

Защита состоится «_»_ 1998 г. на заседании

диссертационного Совета Д 063.52.08 в Ростовском государственном университете (Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105, ауд. 203).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).

Автореферат разослан «_»_1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор биологических наук,

профессор ...... Бондаренко Т.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Взаимодействие полушарий головного мозга стало предметом пристального внимания нейрофизиологов и клиницистов в связи с особой ролью этого взаимодействия в компенсации различных функциональных нарушений деятельности структур центральной нервной системы, а также психической деятельности человека.

У детей поражения левого и правого полушарий приводят к отличным от взрослых расстройствам высших психических функций. Это связано с тем, что для мозга ребенка характерна высокая пластичность, вследствие чего нейропсихологические симптомы поражения левого и правого полушарий отчетливо проявляются лишь при быстро развивающихся патологических процессах или непосредственно после их возникновения (Астапов, 1994). В ходе онтогенеза изменяются функциональная спецификация и некоторые механизмы взаимодействий полушарий, что указывает на то, что парная работа полушарий формируется под влиянием как генетических, так и фенотипических факторов (Астапов, 1994).

В настоящее время остаются недостаточно изученными механизмы перестроек индивидуального профиля функциональной асимметрии (ФА) под влиянием сенсорной депривации, знание которых позволит нейропсихологам и дефектологам использовать большие компенсаторные возможности нервной системы с целью коррекции имеющихся отклонений в развитии ребенка, развивая сохранные функции и приспосабливая их к выполнению- качественно новых функций.

Целью работы было комплексное исследование функциональной асимметрии мозга детей при сенсорной депривации психофизиологическими и электрофизиологическими методами в возрастном и половом аспекте.

В соответствии с целью исследования решались следующие задачи:

1. Изучить особенности профиля функциональной межполушарной асимметрии (ФМА) у детей с нарушениями слуха разного пола и возраста.

2. Исследовать влияние сенсорной депривации на формирование индивидуального профиля асимметрии (ИПА).

3. Изучить особенности электрической активности головного мозга и церебральной гемодинамики у детей с нарушениями слуха в возрастном и половом аспекте.

Научная новизна результатов исследования. Впервые предложена методика и проведено комплексное исследование психофизиологических и электрофизиологических особенностей детей-акупатов с учетом возраста и пола. Впервые установлена корреляция профиля ФМА мозга со способностью детей с патологией слуха к моделирующим перцептивным действиям и наглядно-образному мышлению. Обнаружено влияние сенсорной депривации на формирование у детей ИПА. Впервые обнаружены достоверные статистические отличия параметров фоновой электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и реоэнцефалограммы (РЭГ) у детей-акупатов по сравнению со здоровыми сверстниками. Показана необходимость индивидуального подхода при выборе программы обучения детей-акупатов в зависимости от профиля ФМА.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты работы расширяют существующие представления об особенностях ФМА при сенсорной

- и -

депривации, в том числе при патологии слуха. На основе данных, полученных при многочисленных психофизиологических исследованиях о закономерностях распределения профилей индивидуальной латеризации функций в группе детей с патолбгией слуха, можно формировать индивидуальные коррекционные программы и мероприятия таким образом, чтобы учитывался особый вклад правого полушария в реализацию психоречевого развития при сенсорной депривации, как следствие компенсаторных процессов. Исследования психофизиологического развития детей с патологией слуха по данной тематике проводились в рамках Всероссийской программы «Автоматизированные системы медико-биологического назначения» (Министерство общего и профессионального образования, код 4.20) с целью поиска и апробации новых методов реабилитации слуха и речи у детей.

Положения, выносимые па защиту.

1. Сенсорная депривация влияет на скорость созревания структур мозга, ответственных за реализацию сенсорных и моторных функций, что находит отражение в возрастных и половых особенностях функциональной асимметрии мозга детей-акупатов.

2. Особенности психосенсорной асимметрии в условиях сенсорной депривации коррелируют с особенностями формирования сенсомоторной функциональной асимметрии детей-акупатов.

3. Особенности функциональной асимметрии мозга . детей-акупатов сказываются на уровне активации мозга и формировании функционального сходства состояния активации различных отделов головного мозга.

Внедрение результатов исследований.

Методы исследования психосенсорной асимметрии применяются в Научно-практическом центре клинической нейрофизиологии и нейрореабилитации (НПЦ КНН, г. Тула). Разработаны и внедрены в практику НПЦ КНН программные продукты:

• программа визуализации кросскорреляционных функций ЭЭГ по эпохам анализа и парам отведений с формированием таблицы параметров;

• программа расчета статистических параметров функций когерентности, спектров мощности и кросскорреляционных функций ЭЭГ по группам пациентов;

• программный модуль расчета критерия Стьюдента для различных выборок параметров функций когерентности, кросскореляции и спектров мощности.

Результаты работы внедрены в учебную практику медицинского факультета Тульского государственного университета.

Апробация работы.

Результаты работы доложены на конференции Всероссийской программы «Автоматизированные системы медико-биологического назначения» Министерства общего и профессионального образования РФ 1996 г., конференциях НПЦ КНН (г. Тула) 1996-1998 гг., на заседаниях ученого совета Научно-исследовательского института новых медицинских технологий министерства здравоохранения Российской Федерации (НИИ НМТ МЗ РФ) г. Тулы 1997 г., на заседании кафедры физиологии человека и животных биолого-почвенного факультета РГУ г. Ростов-на-Дону 1998 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура работы. Диссертация изложена на 191 страницах машинописного текста и состоит из: «Введения», «Обзора литературы», «Методов исследования», «Результатов исследования», «Обсуждения результатов», «Выводов» и «Списка литературы» и «Приложения» на 69 страницах. Результаты исследования представлены в 30 таблицах и иллюстрированы 26 рисунками. Список литературы состоит из 139 наименований, из них 99 - на русском и 40 - на иностранных языках.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ,

В исследованиях приняли участие 50 детей с нарушениями слуха (основная группа). Контрольная группа детей состояла из 42 нормально слышащих детей. •

Все дети были поделены на подгруппы: мальчики - девочки, старше 5 лет (6-8 лет), моложе 5 лет (3-5 лет), по профилю функциональной асимметрии мозга (ФАМ): правосторонний, левосторонний, смешанный.

Исследование включало в себя электрофизиологические и психофизиологические аспекты. Регистрировались биопотенциалы головного мозга (ЭЭГ) и церебральное кровоснабжение (РЭГ). Основанием для выбора конкретных психофизиологических методик исследования явилась возможность их применения как в группе здоровых детей, так и в группе дошкольников с патологией слуха, нередко имеющих задержку в развитии, а потому плохо понимающих смысл некоторых заданий.

Методика определения индивидуального профиля асимметрии.

С помощью адаптированных известных проб определялись ведущие глаз, ухо, моторная асимметрия (опросник М. Annet, методики Гуровой, Лурия, и т.п.). При исследовании психосенсорной асимметрии нами принята гипотеза Кинсборна (1978) (Брагина и др., 1988), объясняющая направление движений глаз в ответ на речевой сигнал преимущественной активизацией того полушария, которое ответственно за реализуемую в данный момент психическую деятельность. Психосенсорная асимметрия исследовалась по специально разработанной в НПЦ КНН (г. Тула) экспериментальной методике: визуально регистрировались боковые движения глаз в ответ на речевой стимул, предполагающий актуализацию образов зрительно-пространственной и слуховой перцепции (зрительно-пространственных и музыкальных представлений). Эксперты (педагоги-дефектологи и психофизиологи специализированного дошкольного учреждения для детей с патологией слуха) оценивали темпы развития речи дошкольников-акупатов: определялись уровни достаточности индивидуальных темпов развития речи каждого ребенка в условиях педагогической коррекции. Для исследования уровня психического развития детей использовался метод тестов, оценивающих уровень развития перцептивных действий, наглядно-образного и логического мышления (Тигранова, 1978; Прокина, 1985; Рогов, 1985).

Данные исследования функциональной асимметрии рук суммировались по формуле:

П —Л

К= _ 100%,

П + Л +А

где К - коэффициент право-, леворукости; П - число приемов, в которых преобладает правая рука; Л - число приемов, в которых преобладает левая рука; А -число приемов, в которых нет преобладания одной из рук.

При К>0 - испытуемый оценивается как праворукий, К<0 - как леворукий, К=0 -как амбидекстр по рукости.

Аналогичным образом производилась обработка данных' функциональной асимметрии ног, сенсорной асимметрии (уха). Обработка данных, полученных при исследовании функциональной асимметрии зрения, проводилась иначе: определялся коэффициент (К) выраженности уровня доминирования соответствующего глаза и вычислялся условный показатель равнозначной «глазости» (т.к. оценка проходила по двум методикам).

При обработке данных психосенсорной асимметрии использовался так называемый коэффициент асимметрии (межполушарной) - процентное отношение разницы левых и правых показателей глазодвигательной асимметрии к сумме этих показателей и коэффициент внутриполушарной латеризации - процентное отношение разницы внутриполушарных показателей в возрастной динамике к сумме этих показателей. При выявлении характерных тенденций в формировании индивидуального профиля асимметрии у слабослышащих дошкольников и их слышащих сверстников вычислялись относительные коэффициенты устойчивости доминирования каждой из моторных, сенсорных и психосенсорных функций (отношение числа проб с устойчивой латеризацией соответствующей функции к общему числу проб, в %). На основании этих значений высчитывался средний показатель устойчивости доминирования данного профиля асимметрии. Формирование считалось устойчивым при коэффициенте более 75%.

Для оценки корреляции между профилем ФМА и уровнем психоречевого развития акупатов-дошкольников использовались алгоритмы корреляционного и регрессионного анализа пакета аналитических программ «Статистика-5.0».

Методики электрофизиологических исследований.

Электроэнцефалографические исследования проводились с использованием компьютерной диагностической системы «Нейрокартограф», разработанной фирмой МБН (Москва). Система обеспечивает запись, редактирование и математическую обработку ЭЭГ: расчет спектра мощности, функций когерентности и кросскорреляционных функций, топографическое картирование. Программный модуль «Вга1пЬос» определяет координаты точки приложения и проекции вектора диполя -эквивалентного источника, который в данный момент времени с определенной доверительной вероятностью обеспечивает по всем отведениям ЭЭГ потенциал, совпадающий с зарегистрированным. По распределению координат можно судить о степени вовлеченности глубинных структур мозга в генерацию определенного ритма или ЭЭГ-феномена. В качестве активных электродов использовались расположенные на скальпе угольные электроды по международной системе «10 - 20»: Рр1, Тр2, ¥3, Б4, СЗ, С4, РЗ, Р4, 01, 02, Р7, Р8, ТЗ, Т4, Т5, Т6. Референтным электродом являлось правое (А2), либо левое (А1) ухо. Запись фоновых ЭЭГ продолжалась обычно 30 секунд, частота дискретизации составляла 100 Гц. Фоновых записей делалось не менее трех.

Реоэнцефалографические исследования проводились с использованием

компьютерной диагностической системы фирмы МБН «Реокартограф», включающей в......—

себя реограф и программный модуль «Церебро-васкулярное картирование» - ЦВК-2.0. В результате обработки РЭГ определяются числовые параметры, графически

отображаются зоны с различным функциональным состоянием сосудистого русла, формируется экспертное заключение. Для анализа были выбраны следующие показатели: амплитуда систолической волны; скорость быстрого наполнения; скорость медленного наполнения; межамплитудный коэффициент диастолической волны; показатель величины внутричерепного давления.

При обработке результатов электрофизиологических исследований применялась цифровая фильтрация, спектральный анализ и топографическое картирование.

Значения функции когерентности определяются как средние для шести частотных диапазонов: дельта (0-4 Гц); тэта-1 (4-6 Гц); тэта-2 (6-8 Гц); альфа (8-13 Гц); бета-1 (13 - 20 Гц); бета-2 (20 - 40 Гц). Для анализа были выбраны 18 пар отведений: 8 пар межполушарных (01-02, Т5-Т6, ТЗ-Т4, РЗ-Р4, СЗ-С4, РЗ-Р4, Р7-Р8, Рр1-Рр2) и 10 пар внутриполушарных (01-СЗ, 01-ТЗ, ТЗ-СЗ, Т3-Рр1, С3-Рр1, 02-С4, 02-Т4, Т4-С4, Т4-Рр2, С4-Рр2).

Первичные записи ЭЭГ обрабатывались программой «ВгатЬос» с целью выявления отличий в формировании основных ритмов. Уровни когерентности исследовались методами факторного анализа. Анализ включал в себя построение корреляционной матрицы, определение собственных значений общих факторов и доли дисперсии, объясняемой каждым из них, определение факторных нагрузок (Харман, 1978; Иберла, 1980; Владимирский, 1983).

Показатели РЭГ обеих групп детей были подвергнуты статистической обработке для выявления их закономерностей. Рассчитывались статистические показатели: среднее значение, среднеквадратичная ошибка, стандартная ошибка, медиана.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Исследование особенностей сенсорной асимметрии акупатов.

В ходе анализа полученных результатов по оценке сенсорной функциональной асимметрии у детей-акупатов и их слышащих сверстников выявлен ряд различий. Значимость их оценивалась точным методом Фишера (ТМФ) с определением вероятности Ртмо - вероятности принадлежности двух выборок одной генеральной совокупности (Гублер, 1978).

Среди слабослышащих дошкольников в возрасте 3-5 лет доминирует левый глаз (61%), однако в следующей возрастной подгруппе это доминирование снижается (42%). Среди большей части здоровых дошкольников до 5-ти лет доминирует правый глаз (56%) и с возрастом это доминирование усиливается (табл. 1). Достоверные отличия (Ртмф<0,05) существуют между акупатами и слышащими в возрасте от 5 до 7 лет.

Представляют интерес выявленные факты в различиях ФМА зрительного анализатора у слабослышащих девочек сравнительно со слышащими сверстницами. У девочек-акупатов в формировании зрительных функций преобладает правое полушарие (50% против 39%), в отличие от слышащих сверстниц, однако устойчивость его доминирования с возрастом не столь четкая, в результате нарастания амбидекстрии. Такой выраженности в различиях ФМА у мальчиков выявлено не было. Это может быть объяснено тем, что скорость созревания систем мозга, нарастание полушарной специализации и функциональной асимметрии мозга, как и организма в целом, у девочек выше, чем у мальчиков. Видимо, у последних сходные проявления асимметрии зрительного анализатора будет проявляться в более поздние возрастные периоды.

Таким образом, выявленное в данном исследовании доминирование правого полушария, по-видимому, можно объяснить общеизвестным фактом, что адаптационные процессы преимущественно реализуются правым полушарием, где более выражены активность, в том числе и вегетативной регуляции, со стороны гипоталамуса (Кураев, 1996). Эти различия особенно существенны в сравнении со слышащими детьми.

Таблица I

Процентное соотношение детен-акупатов и слышащих по ведущему глазу

Возраст в годах Акупаты Слышащие

п Ведущий глаз Коэффициент устойчивости доминирования Коэффициент амби-декст-рии п Ведущий глаз Коэффициент устойчивости доминирования Коэффициент амби-декст-рии

D S А D S D S А D S

от 3 до 5 13 39 61 - 1,26 1,97 1,1 16 56 38 6 0,75 0,51 0,22

от 5 до 7 33 49 42 9 1,02 0,88 0,99 42 67 33 - 1 0,49 0,25

Условные обозначения: D - правый глаз; S - левый глаз; А - амбидекстрия; п - число испытуемых

Наиболее значимые различия между исследуемыми группами проявляются в распределении асимметрии доминирования уха, причем с возрастом эти различия усиливаются. Среди детей до 5 лет в общих подгруппах (акупаты и слышащие) выявлено преобладание левосторонней асимметрии (табл. 2), более выраженное в группе слабослышащих.

Однако, в группе слабослышащих дошкольников это преобладание более значимо, чем в группе слышащих детей (соответственно 53,8% против 37,5%). На следующем возрастном этапе у большей части обследуемых-акупатов остается функционально доминирующим левое ухо - 46,1%, а у слышащих детей оно доминирует лишь у небольшой части (13,64%) при значительном нарастании доминирования левого полушария по слуховым функциям, достоверность отличий в группе от 5 до 7 лет Ртмф<0,01.

Таким образом, данные по функциональной асимметрии слухового анализатора так же подтверждают то, что у акупатов в обеспечении сенсорных функций доминирует правое (адаптационное) полушарие сравнительно с левым у здоровых. Изучение динамики межполушарных отношений при адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды, а также при поражениях мозга или его функциональных нарушениях в деятельности каких-либо структур от нормы, также выявило преимущественный рост активации правого полушария (Констандов, 1976; Ильюченко, 1979; Кураев, 1981; Moore, 1984; Pipe, 1983; Бахтин, 1989, 1993; Леутин, Николаева, 1989 и мн. другие).

Возрастное распределение (в %) детей-акупатов и их слышащих сверстников (количественный показатель ведущего уха и оценочный коэффициент)

Возраст в годах Акупаты Слышащие

п Б О А Клу п Б V А Клу

от 3 до 5 13 53,8 15,4 30,8 33,3 8 37,5 25 37,5 6,25

от 5 до 7 26 46,1 30,8 23,1 11,5 22 13,64 63,64 22,72 -43,2

Условные обозначения: Б - правое ухо; Б • левое ухо; А - амбидекстрия;

п - число испытуемых; Клу - коэффициент левого уха

В наших исследованиях половые особенности в проявлении функциональной асимметрии слуха в основной и контрольных группах выявляются и среди мальчиков, и среди девочек. У большинства слышащих мальчиков (81,8%) в распределении слуховой функции доминирует левое полушарие. В отличие от них, у мальчиков-акупатов наблюдается равномерное распределение функций между полушариями. У большинства девочек с патологией слуха (77,8%) правое полушарие доминирует в распределении сенсорных функций.

Обращает на себя внимание тот факт, что у мальчиков-акупатов слуховая функция более амбидекстральна, чем у девочек (слабослышащих), у которых выявляется четкая ФМА в распределении слуховой функции.

Особенности моторной асимметрии акупатов.

Наряду с исследованиями сенсорных функций был проведен анализ моторной функциональной асимметрии, в проявлении которой у большинства акупатов и слышащих выявлено преобладание правой руки над левой и правой ноги над левой, причем правая рука преобладает у большего числа детей, чем правая нога. В возрастной группе детей от 3 до 5 лет правостороннее доминирование рук среди слабослышащих дошкольников наблюдается в меньшей степени, чем среди их слышащих сверстников. В отличие от слышащих детей у них более значима роль правого полушария в реализации данной функции. С возрастом же (5-7 лет) доля участия левого полушария в формировании данной функции возрастает в группе здоровых детей (Ртмф=0,1), чего не отмечается в группе акупатов (табл. 3).

Как следует из табл. 4, так же как и при изучении асимметрии рук у большинства детей в обеих группах выявлено преобладание правой ноги над левой. Кроме того, здесь так же встречается амбидекстрия и процент таких детей с возрастом увеличивается (Ртмф<0,05). Так оказалось, что коэффициент доминирования правой ноги не очень высок как у детей-акупатов, так и у здоровых дошкольников, и с возрастом он снижается (более значимо в группе слабослышащих детей), Ртмо<0,02.

Половые особенности в проявлении моторной асимметрии в большей степени проявляются у слабослышащих мальчиков в сравнении с контрольной группой детей. В группе девочек-акупатов и их слышащих сверстниц различия в преобладании правой руки (ноги) были над левой незначительны. Это, возможно, обусловлено тем, что созревание моторных функций идет у мальчиков быстрее, чем у девочек.

Возрастное распределение (в %) детей по ведущей руке и коэффициенту правой руки (акупаты и слышащие дошкольники)

Возраст в годах Акупаты • Слышащие

л V) 5 А Кпр п В 5 А Кпр

3 - 5 лет 13 77 23 - 36,5 10 90 - 10 42,5

5 - 7 лет 25 84 16 - 37 39 95 5 - 57

Условные обозначения: О - правая рука; Б - левая рука; А - амбидскстрия;

п - число испытуемых; Кпр - коэффициент правой руки

Таблица 4

Процентное распределение испытуемых по ведущей ноге н коэффициенту доминирования правой ноги

Возраст в годах Акупаты Слышащие

п О Б А Кпн п I) Б А Кпн

от 3 до 5 13 85 15 - 31,6 10 80 10 10 40

от 5 до 7 25 44 36 20 10,7 39 66,5 2,5 31 24,6

Условные обозначения:, Б - правая нога; 5 - левая нога; А - амбидскстрия; п - число испытуемых;

Кпн - коэффициент доминирования правой ноги

При несомненно ведущей роли левого полушария у детей обеих категорий отмечаем, что удельный вес вклада полушарий в сенсомоторную деятельность у них различен: у детей-акупатов вклад правого полушария выражен сильнее, чем у их здоровых сверстников, что объясняется перераспределением функций полушарий под влиянием сенсорной депривации.

Психосенсорная асимметрия акупатов и ИПА.

Половые особенности в психосенсорной асимметрии у акупатов по сравнению с контрольной группой в основном проявляются только у слабослышащих мальчиков (табл. 5), у которых с достоверностью Ртмф<0,05 выявлена левосторонняя асимметрия в функции зрительных и кинестетических представлений (актуализация образов зрительно-пространственной перцепции). У девочек-акупатов, так же как у слышащих сверстниц, превалирует правое полушарие в психосенсорной деятельности. У испытуемых-акупатов в возрастном периоде от 5-ти до 7-ми лет выявлена тенденция к сглаживанию психосенсорной асимметрии в функции зрительных и кинестетических представлений (табл. 6), достоверность отличий от слышащих Ртмф<0,1.

Распределение испытуемых (в %) по психосенсорной асимметрии и полу

Методика Испытуемые Мальчики Девочки

п движение глаз п движение глаз

налево направо налево направо

Актуализация образа слуховой перцепции акупаты 23 41 17 16 35 22

слышащие 30 24 10 28 67 18

Актуализация образа зрительной перцепции акупаты 23 26 33 16 46 28

слышащие 30 23 4 28 43 15

Актуализация образа кинестетической перцепции акупаты 23 28 38 16 61 22

слышащие 30 27 5 28 61 15

Условные обозначения: п - число испытуемых

Таблица б

Возрастное распределение испытуемых (в %) по психосенсорной асимметрии детей-акупатов и слышащих детей

Методика Возраст в годах Акупаты Слышащие

п движение глаз п движение глаз

налево направо налево направо

Актуализация образа слуховой перцепции от 3 до 5 7 38 31 16 40 19

от 5 до 7 32 49 17 42 55 20

Актуализация образа зрительной перцепции от 3 до 5 7 33 26 16 39 25

от 5 до 7 32 46 43 42 59 7

Актуализация образа кинестетической перцепции от 3 до 5 7 33 19 16 35 24

от 5 до 7 32 46 46 42 62 11

Условные обозначения: п - число испытуемых

Особенности формирования сенсорной, моторной и психосенсорной асимметрий находят отражение в распределении ИПА (табл. 7).

Распределение типов ИПА в группах детей-акупатов и слышащих дошкольников (в % к общему числу испытуемых)

Тип латеризации Акупаты, п=33 Слышащие, п=31

I 42,5 67,7

II 6 -

III 3 -

IV 48,5 32,3

Условные обозначения: п - число испытуемых

Сглаженность межполушарной асимметрии отмечается не столько на уровне сенсомоторных функций, сколько на уровне психосенсорной асимметрии. Так, показатели праволатерального типа ФМА у акупатов 80% против 83% у слышащих детей по сенсомоторным функциям, а по психосенсорной асимметрии -соответственно 47,5% против 67%; парциального типа соответственно 74% против 76% и 41,5% против 55%, достоверность отличий Ртмф<0,1.

Формирование нервной системы в онтогенезе, в том числе и формирование" межполушарных и межсенсорных взаимодействий, предполагает существование определенного уровня сенсорных афферентных влияний. При выключении каких-либо афферентаций возникают условия нестандартного функционирования и в результате могут быть запущены адагттивно-компенсаторные механизмы нервной системы для восстановления равновесного взаимодействия организма со средой. Результат таких адаптивных процессов - организация межсенсорных и межполушарных взаимодействий на ином уровне, что и находит отражение в показателях ФАМ.

При исследовании психического развития дошкольников-акупатов по 5-ти бальной шкале оценивались: уровень овладения моделирующими перцептивными действиями; уровень овладения действиями наглядно-образного мышления; способность к обучению. По такой же шкале оценивались собственные темпы развития речи ребенка, характеризуемые успешностью усвоения специальной учебной программы относительно начала обучения.

На основании принятых условных обозначений по каждому типу ИПА высчитывался средний балл темпов развития речи и уровня психического развития для каждой методики («Перцептивные действия», «Действия наглядно-образного мышления», «Невербальные классификации»).

На диаграмме рис. 1 представлена зависимость среднего балла уровня психического развития и темпов развития речи от профиля ФМА. На диаграмме видно, что праволатеральный (I) тип ИПА имеет самые высокие оценки темпов развития речи для данной группы, достаточно высокие показатели успешности выполнения заданий по методике «Невербальные классификации». Наиболее успешными в нашем исследовании по всем трем методикам оказались дети с леволатеральным (II) и парциальным типом ИПА. Низкими оценками по всем показателям представлен амбидекстральный (III) профиль ФМА (2 балла).

Ртмф<0,05

Перцепта*иые;Наглядно- ■ -, ■ Невербальные■■ : .РеяI дейстеяял: .' ..образное классификации ■ . ■ мышление.

Ш Профиль III а Профнлъ iv Ш Профиль i П Профиль ii 1

Рис. 1. Диаграмма распределения среднего балла психического развития и темпов развития речи дошкольников-акупатов в зависимости от профиля ФМА

Рис.2.

Зависимости среднего балла психоречевого развития акупатов -дошкольников от профиля ФМА по результатам регрессионного анализа. Коэффициент корреляции Я = 0.616

Достоверность отличия среднего балла между акупатами с разными профилями ФМА Ртмф<0,05. Полученные данные согласуются с многочисленными литературными источниками (Брагина, Доброхотова, 1976; Леугин, Николаева, 1986), отмечающими высокую степень приспособляемости в экстремальных условиях лиц с наименьшей специализацией полушарий мозга.

Для оценки корреляции между профилем ФМА и уровнем психоречевого развития таблица средних баллов по методикам определения психического развития и темпам развития речи была оценена методом регрессионного анализа с использованием пакета «Статистика». Полученная линейная зависимость среднего балла от порядкового номера профиля на оси абсцисс представлена на рис. 2. Условное равномерное расположение профилей по оси произведено в соответствии с их местами на диаграмме рис.1. Коэффициент корреляции между средним баллом и номером профиля составляет г=0,616. Штриховой линией на рисунке обозначена граница 95% доверительного интервала.

Все перечисленные выше факты позволяют говорить о необходимости индивидуальных программ психоречевого развития детей с патологией слуха с обязательным учетом индивидуального профиля асимметрии.

Особенности РЭГ аку патов и слышащих детей.

При исследовании церебральной гемодинамики детей было проведено сравнение средних значений всех показателей РЭГ правого и левого полушарий для полной группы детей и подгрупп с целью выявления значимости (достоверности) различий между полушариями. Достоверность различий показателей РЭГ оценивалась по критерию Стьюдента (табл. 8). Между данными РЭГ мальчиков и девочек не наблюдается значимых отличий. Для детей старше - моложе 5 лет значимым является значение 1=3.22 для межамплитудного коэффициента в левой гемисфере.

Обращают на себя внимание высокие значения критерия Стьюдента, полученные при сравнении средних значений межамплитудного коэффициента диастолической волны в обоих полушариях.

Таблица 8

Значения критерия Стьюдента при сравнительном анализе групп слабослышащих и здоровых детей

Показатели РЭГ Лобные отведения Затылочные отведения

О Б О в

Амплитуда систолической волны, Ом 2,49 0,448 2,54 0,772

Межамплитудный коэффициент диастолической волны 4,98 6,25 3,76 4,43

Скорость быстрого наполнения, Ом/с 1,21 0,319 0,763 0,443

Скорость медленного наполнения, Ом/с 0,106 2,5 0,048 1,05

Показатель внутричерепного давления 5,13 -

У детей с нарушением слуха значимо повышена амплитуда систолической волны правого полушария, как в лобных, так и в затылочных отведениях, по

сравнению со здоровыми детьми. Амплитуда систолической волны левого полушария несколько повышена для всех детей, между группами разница незначительна. Сравнение средних значений скорости медленного наполнения выявляет значимые отличия по критерию Стьюдента, большее значение скорости имеют здоровые дети. Это указывает на вполне визуально различимую разницу в форме РЭГ у детей-акупатов, отмечаемую прежде многими авторами у леворуких детей (Змановский, Ополинский, Князева, 1976). Высокое значение критерий Стьюдента имеет для показателя внутричерепного давления. Внутричерепное давление детей с нарушением слуха выше, чем у здоровых детей.

Отмеченные выше изменения РЭГ могут быть объяснены последствием перенесенных ранее воспалительных, инфекционных, травматических и др. состояний, следствием чего и явилась та или иная степень потери слуха в исследуемой группе детей-акупатов.

Исследование особенностей ЭЭГ акупатов.

Исследование ЭЭГ покоя у детей-акупатов и их здоровых сверстников было направлено на выявление таких особенностей паттерна биопотенциалов, которые могли бы дать объективные критерии изменения профиля функциональной межполушарной асимметрии мозга в процессе компенсации дисфункций, вызванных депривацией.

Так как нарушение слуха у ребенка изменяет нормальное взаимодействие биологических, психологических и социальных факторов его нервно-психического развития, то это прежде всего затрагивает биологическое созревание структуры мозга в условиях сенсорной депривации, что и находит подтверждение в изменении биоэлектрической активности мозга. Общеизвестно, что созревание структурной и функциональной организации ЦНС определяется не только генетически, но и зависит от внешних афферентаций.

Ограничение и дезорганизация специфической (слуховой) афферентаций вызывает депривационный эффект в сетях корковых нейронов. Этот эффект проявляется либо в гибели части нейронов и связей между ними, либо в снижении уровня их функционирования (Хьюбелл, 1990; Boothe, 1990; Григорьева, 1996 и др.). Такая дефицитарность нейронной сети проекционных корковых отделов слуховой системы, являющейся частью многоуровневой системы нейронных сетей мозга, приводит к нарушению формирования в онтогенезе не только нейрофизиологических механизмов соответствующей сенсорной системы, но и механизмов интегративной деятельности мозга (Григорьева, 1983; Новикова, 1986; Зислина, 1987). Это оказывает отрицательное влияние и на сенсомоторное развитие, и на адаптивность, и на поведение детей с сенсорной депривацией.

Спектральный анализ биоэлектрических потенциалов головного мозга по данным ЭЭГ различных групп детей-акупатов выявил следующие особенности. В затылочных отведениях регистрируется более высокий уровень сигнала у старшей группы справа, а у младшей - слева. Большая мощность сигнала в затылочном отведении справа характерна в большей степени для мальчиков, чем для девочек. Для группы с правосторонним профилем асимметрии характерно сосредоточение максимальной мощности сигнала в затылочном отведении справа, в то время как для группы с левосторонним профилем - в теменном отведении слева. Для группы со смешанным профилем асимметрии максимум мощности смещен в теменное отведение справа.

Сравнительный анализ кросскорреляционных функций по 10-20 эпохам записи ЭЭГ детей-акупатов между парами монополярных отведений по коэффициенту корреляции выявил следующие соотношения. Из 18 исследуемых пар во всех рассматриваемых группах имелись 4 пары, по которым средний коэффициент корреляции имел максимум на уровне 0,6-0,75. Это межполушарные пары РЗ-Р4, Ер1-Рр2, левополушарная пара Т3-Рр1 и правополушарная С4-Рр2.

Несколько иная картина наблюдается в паре затылочных отведений 01-02. У младшей группы коэффициент корреляции по этой паре также имеет максимум (Кк=0,65), в то время как у старшей группы максимум не выражен (Кк=0,5). Аналогичные, хотя и менее выраженные, различия наблюдаются в группах с разными профилями асимметрии (правосторонний профиль имеет максимум) и между мальчиками (максимум есть) и девочками. Минимальные значения коэффициента корреляции (на уровне 0,15-0,25) фиксируются по парам СЗ-С4, 01-ТЗ. Сравнение приведенных значений с аналогичными у здоровых детей при сохранении соответствующей локализации максимумов и минимумов корреляции показало статистически достоверное снижение коэффициента корреляции у детей-акупатов.

Полученные результаты не противоречат ранее отмечавшемуся снижению коэффициентов кросскорреляции ЭЭГ покоя у глухих и слабослышащих детей между височными и нижнетеменными зонами левого полушария и между лобными отведениями обоих полушарий (Хризман, 1978), однако являются более общими, поскольку снижение коэффициентов кросскорреляции зафиксировано для стандартной системы отведений.

Функции когерентности для 18 пар отведений по 7 группам детей-акупатов рассчитаны для диапазонов дельта, тэта-1, тэта-2, альфа и бета-1. В диапазоне дельта максимумы среднего значения когерентности получены на уровне 0,5 - для межполушарных пар РЗ-Р4, Рр1-Рр2, на уровне 0,6 - для внутриполушарных пар ТЗ-Рр1, С4-Рр2. Минимумы значений когерентности (на уровне 0,15-0,25) получены для межполушарных пар Т5-Т6, Р7-Р8, СЗ-С4 и внутриполушарных пар С3-Рр1, 02-Т4. Старшая и младшая группы акупатов имеют совпадающие максимумы уровней когерентности по парам Т3-Рр1, С4-Бр2, РЗ-Р4, Рр1-Рр2. Более высокий уровень когерентности старшая группа имеет по парам Т4-Рр2, РЗ-Р4. Наиболее существенные отличия между старшими и младшими - по паре отведений 01-02, где у младшей группы отчетливый максимум (0,55 против 0,4). Различия между мальчиками и девочками состоят в более низком уровне когерентности у девочек по всем парам отведений, кроме совпадения значений максимумов в парах Т3-Рр1, С4-Рр2. В группе с левосторонним профилем асимметрии возрастает значение когерентности (до уровня 0,55) в паре Рр1-Рр2, в то время как в паре 01-02 по сравнению с группой с правосторонним значительно (до уровня 0,35) снижено. Смешанный профиль асимметрии в целом занимает промежуточное положение, приближаясь то к правостороннему (01-02), то к левостороннему (01-СЗ, 01-ТЗ, СЗ-С4).

В диапазоне тэта-1 закономерности те же, только уровень максимума когерентности для внутриполушарных пар Т3-Рр1, С4-Рр2 составляет 0,55. В этом диапазоне уровень когерентности у девочек для межполушарной пары РЗ-Р4 и внутриполушарной Т4-Рр2 выше, чем у мальчиков.

В диапазоне тэта-2 максимумы и минимумы когерентности сохраняют ту же локализацию и величину, что и в диапазоне тэта-1. Однако возрастают отличия между группами с правосторонним и левосторонним профилями асимметрии: максимумы когерентности в парах Т3-Рр1, С4-Рр2 у правосторонних снизились на 0,2, а у левосторонних выше уровень когерентности в парах С4-Т4, ТЗ-Т4, РЗ-Р4.

В диапазоне альфа уровень когерентности по всем парам отведений несколько ниже, чем в диапазоне тэта-2. Соотношения между уровнями когерентности у мальчиков и девочек, в группах с правосторонним и левосторонним профилями асимметрии сохраняются.

В диапазоне бета-1 уровни когерентности в целом незначительно отличаются от диапазона альфа.

В целом, по рассмотренным диапазонам пределы изменений и максимумов уровней когерентности были близки. Различия между рассмотренными группами акупатов проявлялись единообразно, с вариациями только в числовых значениях, и соответствовали описанным для коэффициента корреляции, что объясняется известной связью между функциями когерентности и корреляции. Наиболее выраженные отличия характерны для диапазонов тэта-2 и альфа, а парами отведений с наиболее высоким процентом отличий были 01-02, Т4-Рр2, и, при сравнении групп с разными профилями асимметрии, С4-Рр2, Т3-Рр1.

Сравнение средних значений когерентности группы детей-акупатов и их здоровых сверстников показало статистически достоверное снижение уровня когерентности у акупатов по всем диапазонам и парам отведений, причем особенно существенным оно было по парам отведений 01-СЗ, 01-ТЗ, СЗ-ТЗ, 02-С4, 02-Т4, СЗ-С4, Т5-Т6, 01-02, то есть затрагивающим затылочные, средне- и задневисочные и центральные отделы коры головного мозга, причем в большей мере в левом полушарии.

Сопоставление симметричных внутриполушарных пар отведений показало, что между левым и правым полушарием у детей-акупатов существует значительная асимметрия по уровню когерентности, в частности, средние уровни когерентности в левом полушарии по парам СЗ-ТЗ и С3-Рр1 во всех частотных диапазонах ниже, чем в одноименных парах С4-Т4 и С4-Рр2: в 2 - 3 раза в группе с правосторонним и в 3 - 5 раз в группе с левосторонним профилями асимметрии. У здоровых сверстников асимметрия значительно менее выражена, и соответствующие отношения не превышают 1,2 - 1,5.

Средние уровни когерентности в стандартных частотных диапазонах для детей-акупатов и их здоровых сверстников приведены на диаграммах рис. 3-7; на которых уровни когерентности соответствующих пар отведений отложены в виде определенной длины лучей, концы которых соединены линиями.

Выборочная локализация источников альфа- и тэта-ритмов у здоровых детей и акупатов по программе «ВшпЬос» показала, что распределение диполей у здоровых детей более диффузно в направлении от ¡шоп к паэюп, а у акупатов диполи группируются преимущественно вблизи срединных структур мозга. Это согласуется с более высоким значением уровня когерентности у здоровых детей как по внутриполушарным, так и межполушарным парам отведений. Результаты исследования координат диполей, генерирующих ритмы тэта-2 и альфа, у двух пациенток: слабослышащей девочки и ее отологически нормальной сверстницы (возраст - 7 лет) представлены на рис. 8. Более высокий уровень когерентности между парами отведений у второй пациентки выражается также более широкой диффузией координат диполей по объему головного мозга.

Факторный анализ уровней когерентности в диапазоне тэта-2 и альфа, проведенный по группе детей-акупатов (N=26) и их здоровых сверстников (N=20), показал, что существуют отличия как по числу значимых общих факторов (в диапазоне альфа п=5 у здоровых и п=6 у акупатов), так и по величине факторных нагрузок.

С3-Гр1 :

02-С4

02-Т4

Рис.3. Результаты обработки функций когерентности фоновой ЭЭГ в диапазоне дельта

01-02

02-Т4

Рис.4. Результаты обработки функций когерентности фоновой ЭЭГ < . в диапазоне тэта-1

С3-Гр1

ТЗ-Т4 СЗ-С4

Т4-Рр2 ■ С4-Т4

01-02

02-С4

02.Т4

Рис 5. Результаты обработки функций когерентности фоновой ЭЭГ в диапазоне тэта-2

-Ахупаты -Здоровые :

-Алушта ■Здоровые

-Акупаты -Здоровые

СМр!

02-Т4

Рис.6. Результаты обработки функций когерентности фоновой ЭЭГ в диапазоне альфа

сз-Рр»

СЙ-Т4

Рис.7. Результаты обработки функций когерентности фоновой ЭЭГ в диапазоне бета-1

А Б

Рис.8.Трехмерная локализация эквивалентных источников для альфа (А) и тэта-2 (Б)

диапазонов у девочки - акупатки (I) 7 лет и ее нормально слышащей сверстницы (II).

Характер факторных нагрузок в диапазоне тэта-2 по основному (первому) фактору говорит о большем уровне согласованности связей в левом полушарии детей-шпатов, возрастании роли центральных, париетальных и лобных межполушарных ;вязей, в то время как задневисочные и окципитальные связи ослаблены и юдчиняются действию менее значимых факторов.

В альфа-диапазоне эта тенденция к асимметрии выражена еше более ярко: в 1евом полушарии внутриполушарных связей у акупатов больше (5 против 3 у ¡доровых), появляется кольцевая связь 01-ТЗ-Рр1-Рр2-Т4-С4 с инверсией знака игр узки при переходе в правое полушарие, в то время как отсутствуют лежполушарные связи СЗ-С4 и ТЗ-Т4. Межполушарная связь Т5-Т6 у акупатов «ходится под влиянием двух (первого и второго) факторов, у здоровых в аналогичном юложении (действуют первый и третий факторы, но с разными знаками нагрузок) шходится межполушарная пара ТЗ-Т4.

Результаты факторного анализа показывают, что общее снижение уровней согерентности ЭЭГ у акупатов сопровождается изменением топологической картины оаимодействия различных областей мозга. Действию главного фактора подвергаются I большей степени внутренние связи левого полушария, он теряет контроль над *ежполушарными связями симметричных задних отделов мозга, но усиливает его над юбно-центральными отделами обоих полушарий. Содержательная интерпретация (ействия выявленных факторов откроет путь к пониманию механизмов компенсации 1исфункций, вызванных сенсорной депривацией.

Оценка сходства состояний и функциональных связей как симметричных >тделов мозга, так и различных отделов одного полушария по функциям :огерентности и кросскорреляции ЭЭГ покоя у детей-акупатов благодаря выявленным юнкретным зависимостям от профиля ФМА открывает путь к пониманию не только :амих процессов, происходящих в ЦНС при сенсорной депривации, но и позволяет в ой или иной степени говорить о медицинском прогнозе эффективности >еабилитационных мероприятий и перспективах сурдопедагогической коррекции.

ВЫВОДЫ.

1. Сенсорная депривация отражается на формировании моторной функциональной межполушарной асимметрии, которая выражается в большей заинтересованности правого полушария в реализации данной функции у детей-акупатов по сравнению с их слышащими сверстниками.

2. Половые особенности в формировании сенсорной и моторной фунциональной асимметрии у детей с сенсорной депривацией в отличие от нормально слышащих характеризуются большей выраженностью асимметрии сенсорных систем у девочек-акупатов, в то же время выраженность асимметрии моторных функций значительнее у мальчиков-акупатов.

3. Особенности формирования психосенсорной асимметрии под влиянием сенсорной депривации характеризуются нарастающей амбидекстрией в реализации функций зрительных и кинестетических реакций у акупатов.

4. Биоэлектрическая активность мозга детей с сенсорной депривацией в отличие от нормально слышащих детей характеризуется достоверным снижением сходства состояний и изменением функциональных связей, выражающихся в снижении уровней когерентности как симметричных отделов мозга, так и различных отделов одного полушария.

5. Особенности в кровоснабжении головного мозга детей-акупатов по данным церебро-васкулярного картирования характеризуются более высокими, по сравнению с возрастной нормой, показателями внутричерепного давления.

6. Сенсорная депривация у деггей приводит к изменениям профиля функциональной межполушарной асимметрии мозга, направленным на компенсацию дисфункций, вызванных депривацией.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Исследования резервов адаптации учащихся к учебной нагрузке с применением современных компьютерных систем диагностики //Тезисы докладов межвузовской научно-практической конференции «Здоровье студентов как комплексная проблема: медицинские, экологические и социальные аспекты», Тула, 1996.

2. Исследование распределения профиля функциональной межполушарной асимметрии мозга среди детей с патологией слуха //Тезисы докладов научно-практической конференции, посвященной 50-летию сотрудничества Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова и здравоохранения Тульской области, Тула, - 1997. С. 77-78.

3. Исследование психосенсорной асимметрии по регистрации глаз-реакции у детей-акупатов//Валеология. - 1997. - № 3. -С. 41-43.

4. Чрескожная электростимуляция как способ воздействия на функциональную проводимость спинного мозга //Вестник новых медицинских технологий. 1997. - № 3. С. 54-57.

5. Особенности формирования и распределения профиля функциональной межполушарной асимметрии мозга (ФМА) у детей с сенсорной депривацией //Вестник новых медицинских технологий. - 1998. № 1. - С. 56-59.

6. Пространственная организация связей биоэлектрической активности головного мозга детей с сенсорной депривацией в сравнении со здоровыми сверстникам» //Вестник новых медицинских технологий. - 1998. - №1. - С. 74-78.