ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2013, том 63, № 5, с. 542-564
= ОБЗОРЫ, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СТАТЬИ
УДК 612.821
МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ МОЗГОВЫХ МЕХАНИЗМОВ ТРУДНОСТЕЙ ОБУЧЕНИЯ У ДЕТЕЙ. ОПЫТ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕТЕЙ С ПРИЗНАКАМИ СДВГ
© 2013 г. Р. И. Мачинская1, Г. А. Сугробова2, О. А. Семенова1
Федеральной государственное научное учреждение "Институт возрастной физиологии РАО", Москва,
2Пензенский государственный университет, e-mail: regina_machinskaya@yahoo.com Поступила в редакцию 26.11.2012 г.
Принята в печать 11.02.2013 г.
В работе представлен междисциплинарный подход к исследованию мозговых механизмов трудностей обучения у детей младшего школьного возраста. Комплексный электроэнцефалографический (ЭЭГ) и нейропсихологический анализ был использован для выявления нейрофизиологических факторов познавательных дефицитов у детей 7—8 и 9—10 лет с признаками синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Записи ЭЭГ спокойного бодрствования у детей с признаками СДВГ значимо чаще, чем у детей контрольной группы, содержали паттерны, характерные для неоптимального состояния фронто-таламической регуляторной системы в виде билатерально-синхронных групп фронтальных тета-волн, а также локальные отклонения электрической активности коры правого полушария. Кроме того, у детей с признаками СДВГ чаще, чем в контрольной группе, были выявлены изменения ЭЭГ, указывающие на дефицит общего уровня активации со стороны ретикулярной формации ствола мозга в виде гиперсинхронного альфа-ритма и/или групп тета-волн в каудальных отделах. У детей с признаками СДВГ была обнаружена связь между особенностями познавательных дефицитов и наличием одного из трех типов отклонений на ЭЭГ. Дети обеих возрастных групп с ЭЭГ-признака-ми неоптимального состояния фронто-таламической системы демонстрировали выраженный дефицит функций программирования, регуляции и контроля деятельности (управляющих функций) наряду с трудностями выполнения слухоречевых заданий. У детей с локальными отклонениями электрической активности правого полушария дефицит управляющих функций сочетался с трудностями выполнения невербальных заданий. Снижение уровня неспецифической активации сказывалось преимущественно на работоспособности и темпе выполнения когнитивных заданий в обеих возрастных группах. В 7—8 лет у детей с признаками снижения активации отмечались также трудности обработки невербальной информации. Таким образом, результаты междисциплинарного исследования позволили выявить по крайней мере три типа отклонений функционального состояния мозга, которые могут вызывать снижение эффективности различных компонентов познавательной деятельности у детей с СДВГ.
Ключевые слова: междисциплинарный анализ, синдром дефицита внимания с гиперактивностью, познавательные дефициты, фронто-таламическая система, правое полушарие, нейропсихология, ЭЭГ, дети младшего школьного возраста.
Interdisciplinary Approach to Analysis of Brain Mechanisms of Learning Difficulties:
Application to the ADHD Children Study
R. I. Machinskaya, G. A. Sugrobova, O. A. Semenova
Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, Moscow, Penza State University, Penza, e-mail: regina_machinskaya@yahoo.com
The study presents the interdisciplinary approach to the analysis of the brain mechanisms of learning difficulties in primary schoolchildren. The neuropsychological assessment and the resting-state EEG estimation were applied to analyze the neurophysiological factors of cognitive deficits in children with
ADHD symptoms aged 7—8 and 9—10. EEG recordings of children with ADHD symptoms more frequently, as compared to children with typical development, contained EEG patterns of the fronto-tha-lamic system non-optimal functioning, reflected in frontal theta waves (FTW), right hemisphere local electrical activity (EA) deviations and EEG patterns associated with the general activation deficit arising from the brainstem reticular formation (DA). We specified cognitive impairments associated with different types of resting-state EEG deviations in ADHD children. Children with FTW of both age groups demonstrated pronounced difficulties in programming, regulation and control (executive functions) and verbal performance. Children with right hemisphere local EA abnormalities had executive functions deficit combined with difficulties in nonverbal performance. Children with EEG signs of DA of both age groups had a decreased cognitive processing speed and efficiency. Younger children with DA demonstrated difficulties in nonverbal task performance. Thus, the interdisciplinary study provided the evidence for at least three neurophysiological factors which can specifically impede the cognitive performance in ADHD children.
Keywords: interdisciplinary study, Attention Deficit Hyperactivity Disorder, cognitive deficits, fronto-tha-lamic system, right hemisphere, neuropsychology, EEG, primary schoolchildren.
DOI: 10.7868/S0044467713050079
1. ПРОБЛЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ТРУДНОСТЕЙ ОБУЧЕНИЯ У ДЕТЕЙ И ПРИНЦИПЫ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО ПОДХОДА К ЕЕ РЕШЕНИЮ
Начало систематического обучения в школе — важнейший этап в жизни каждого ребенка. От успешной адаптации к школьному обучению во многом зависит познавательное и личностное развитие детей, а в конечном итоге развитие общества в целом. Современные технологии распространения и анализа информации неизбежно предъявляют новые требования к учебным программам, растет количество информации, усложняются учебные навыки, которые должен освоить ребенок в школе. В связи с повышением требований к усвоению информации и возможностям регуляции поведения у детей часто возникают проблемы как в учебе, так и во взаимоотношениях с учителями или сверстниками. Разработка адекватных методов преодоления учебной дезадаптации требует понимания причин возникающих у ребенка трудностей, часто обусловленных несформи-рованностью (дефицитом) различных компонентов познавательной деятельности, что в свою очередь может быть связано с индивидуальными особенностями функционального состояния мозга.
В настоящее время отдельные формы школьной дезадаптации описываются как клинические синдромы, такие, например, как специфическое расстройство чтения (код
F81.0 по МКБ-10, 2003) или нарушение активности и внимания ^90.0 по МКБ-10, 2003). В то же время показано, что учебные навыки, такие как письмо, чтение, арифметические умения, на психологическом уровне представляют собой сложную систему взаимодействия различных психических процессов и их нарушения могут быть следствием различных когнитивных дефицитов [1].
Современные исследования механизмов учебной дезадаптации часто основываются на поиске различий в состоянии отдельных психических функций или активности отдельных структур мозга у пациентов, относящихся к определенным клиническим группам, по сравнению с нормой. При этом ней-ропсихологическая и нейрофизиологическая линии исследований практически не пересекаются, а неизбежным следствием отсутствия единой этиологии большинства форм школьной дезадаптации является противоречивость данных об их мозговых механизмах.
Проблемы выявления мозговых механизмов различных по своему происхождению синдромов, оказывающих влияние на процессы обучения, ярко проявляются при исследовании синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ).
Дефицит внимания, импульсивность и гиперактивность у детей младшего школьного возраста часто приводят к трудностям усвоения школьных знаний и навыков [3, 5, 45, 56]. Снижение академической успеваемости по данным разных исследований [31, 41, 42] отмечается у детей с синдромом дефицита вни-
мания с гиперактивностью в 70—80% случаев. Показано, что трудности обучения при СДВГ связаны не столько с "неудобным" для учителей и сверстников поведением, сколько со снижением эффективности познавательной деятельности [42]. Многочисленные нейро-психологические исследования [5, 24, 31, 79] свидетельствуют о том, что ведущим когнитивным нарушением у детей с СДВГ является дефицит произвольной организации поведения или дефицит управляющих функций (executive functions), в частности сниженные возможности торможения нерелевантных действий, усвоения инструкций и планирования деятельности. Кроме того, симптомы дефицита внимания, импульсивности и гиперактивности могут быть следствием слабости мотивационной регуляции, которая проявляется в трудностях выполнения отсроченных действий [70], а также результатом снижения общего (энергетического) уровня активности [67]. Проблемы регуляции познавательной деятельности сочетаются у детей с СДВГ с различными нарушениями процессов обработки качественно специфичной информации — парциальными когнитивными дефицитами как в слухоречевой, так и в зрительно-пространственной сфере. Дети с СДВГ демонстрируют более низкие показатели вербального [64, 72] и невербального [63] интеллекта, снижение объема вербальной памяти, недостаточный уровень развития внутренней речи и способности формирования понятий [5], несформированность зрительно-пространственного анализа и синтеза [6], трудности выделения категориальных признаков при обработке значимой информации, как вербальной, так и зрительной [21]. Широкий спектр описанных выше познавательных нарушений обусловлен гетерогенностью СДВГ, которая признается большинством современных исследователей. Отклонения поведения, относящиеся согласно медицинским критериям к СДВГ [44], не имеют единой этиологии и могут возникать по разным причинам, приводящим к изменениям в работе разных мозговых систем [38, 43].
В связи с анализом мозговых механизмов СДВГ в специальной литературе наиболее часто упоминается префронто-стриарная модель [53]. Согласно этой модели дефицит внимания и характерные нарушения поведения связаны с трудностями торможения не-
релевантных действий, которые возникают при морфофункциональных изменениях в префронтальной коре и стриопаллидарной системе [37]. Однако дисфункция только префронто-стриарной системы не может объяснить всего разнообразия перечисленных выше отклонений познавательной деятельнос
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.