Диссертация (1098989), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Идея,лежащая в основе метода, заключается в том, что активность нервных клетокприводиткизменениюметаболизма,тоестьметодрегистрируетметаболические события и события кровотока, связанные с активностьюнервной ткани. На людях, приматах и грызунах было показано, что притоккрови по сосудам увеличивается пропорционально активности нервнойткани, прилегающей к ним. Наиболее распространенный метод регистрацииизменения кровотока – это регистрация изменения уровня оксигенациикрови,регистрируемыйсигналполучилназваниеоксигенационно-контрастной зависимости (англ.
– blood oxygenation level dependent, BOLD).Увеличение нейронной активности приводит к увеличению тока крови вкапиллярах в месте активности нейронов. Приток оксигенированной кровипревышает потребности нейронов в ней, таким образом, увеличиваетсяотношениеоксигемоглобинакдезоксигемоглобину.Железовдезоксигемоглобине является парамагнетиком и приводит к снижениюсигналаT*-2, относительныйприрост оксигемоглобина приводит кувеличению T*-2 сигнала – формируя основу для оксиген-зависимогосигнала (BOLD-сигнала). Это изменение может быть зарегистрировано спомощью высокопольного магнитно-резонансного томографа (используются18томографы не менее 1.5 Т).
Для каждого воксела (пространственнаятрехмерная единица регистрации данных) изменение оксиген-зависимогосигнала во время выполнения актирующей задачи сравнивается с его жеуровнем в контрольном условии, таким образом, выделяются участки корыголовногомозганаиболееактивныевмоментвыполненияэкспериментального условия. При этом показатель оксиген-зависимогосигнала относительный, а не абсолютный, измеряется в процентах отфонового (при выполнении контрольного условия). Прирост сигнала привыполнении экспериментального условия, как правило, составляет от 0,5%до 5%, т.е.
метод обладает очень низким соотношением сигнал/шум,поэтому, чтобы достичь выделения сигнала, данные усредняются помножествуповторенийактивирующейзадачи,иподвергаютсястатистической обработке (Matthews, 2001).Помимомножествапреимуществ,необходимоотметитьиряднедостатков, присущих данному методу. При изучении активности мозгачерез показатели метаболизма и кровотока теряется много качественной иколичественной информации. Качественная потеря информации заключаетсяв том, что разнообразные виды нейронной активности, такие как, потенциалыдействия,возбуждающиеитормозныепостсинаптическиеипресинаптические потенциалы и подпороговые деполяризации, сводятся кодному измерению – изменение кровотока.
Потеря количественнойинформации заключается в значительной потере временного разрешения,так, если нейрофизиологические события измеряются в миллисекундах, топоказатели кровотока – в секундах, и латентный период между появлениемстимуляции и достижением максимума сигнала составляет от 5 до 8 секунд(Matthews, 2001).фМРТ-исследования обычно осуществляются по одному из двухэкспериментальныхпланов:блочному(blockeddesign)илиплану,связанному с событием (event-related design). В блочном плане испытуемый19выполняетопределенноеколичествоблоковактивирующейзадачи,чередующихся с блоками контрольного условия, которые при анализепротивопоставляются друг другу.
Количество и содержание контрольных иэкспериментальныхблоковопределяютсязаранее,ещенаэтапепланирования эксперимента.План, связанный с событием, построен иначе. На фоне множествасобытий контрольного условия происходит экспериментальное событие. Притаком дизайне испытуемый не может проследить логику предъявлениястимулов, в отличие от блочного, где стимулы одного условия группируютсявместе и регулярно повторяются. Кроме того, план, связанный с событием,позволяет произвольно выбрать для анализа события и анализироватьсоответствующие им изменения паттерна активации, исходя из того, какимобразом человек выполнял задачу (на основе поведенческих данных), ужепосле завершения исследования.
Например, если человек называет предметыпо картинкам, то после окончания эксперимента, при проведении обработкиданных, в экспериментальное условие можно включить те случаи, когдаиспытуемый затруднился однозначно назвать предмет, а в контрольное те,которые не вызвали трудностей номинации. Недостатком плана «связанногос событием» является меньшая чувствительность к изменению сигнала,нежели у «блочного», из-за небольшого количества сопоставлений событийэкспериментального и контрольного условий. Таким образом, чтобыдобиться высоких уровней статистической значимости получаемых данных,приходится значительно увеличивать время сканирования испытуемого прииспользовании плана, связанного с событием.Широкие возможности фМРТ для выявления тех областей мозга,которые специфически активны при выполнении определенной задачи,привеликтому,чтомногиеисследователипопаливловушкунеолокализационизма, пользуясь логикой: «если при выполнении данногозадания,задействуетсяопределеннаяпсихическаяфункция,и20активированы определенные области мозга, то именно эти области заэту функцию и отвечают».
Но чем больше публиковалось исследований,тем очевиднее становилось, что нет однозначного соответствия междуопределенными психическими функциями и конкретными анатомическимиструктурами. Например, в случае классических речевых зон Брока и Верникеведутся дискуссии о том, можно ли продолжать говорить об ихсуществовании, как функциональных зон мозга и, если да, то какие именноструктуры мозга в них входят. При первом описании афазии Брокапоражение локализовалось в нижней лобной извилине и распространялось востровок и полосатое тело. На данный момент в зону Брока принятовключать только корковые структуры: треугольную и оперкулярную частинижней лобной извилины.
Традиционно нейролингвисты считают, что зонаБрока обеспечивает синтаксические операции, поскольку при поврежденииданной области мозга речь становится аграмматичной при относительнойсохранности лексикосемантической стороны речи (Лурия, 1947; Muller,Basho, 2004; Ullman, 2006; Higuchi et al., 2009; Hickok, 2009). Этоподтверждается нейровизуализационными исследованиями, которые такжепоказывают, что данная область более активно вовлекается в пониманиесинтаксически сложных предложений в сравнении с простыми (Price, 2010).Вместестемспециализацияданнойобластиисключительновсинтаксических операциях ставится под вопрос, поскольку она такжеучаствует и в лексико-семантических, и в фонетических процессах, а такжеряде невербальных функций (Muller, Basho, 2004).
Так, например, былопоказано, что при выполнении трех различных активирующих задач:лексико-семантическоговыбора,зрительно-моторныхкоординацийираспознание тонов, единственный участок активации общий для всех трехзадач, располагался именно в треугольной и оперкулярной частях нижнейлобной извилины левого полушария (Muller, Basho, 2004), хотя ни одназадача не была связана с синтаксическими операциями.На этом этапе21нашего обзора нельзя не вспомнить о принципе многозначности мозговыхкомпонентовпсихическихфункций,введенныйвотечественнойнейропсихологии и описанный выше. Также нельзя не отметить, что теперьпомимо «общих аргументов», «аргументов опирающихся на данные афазий увзрослых» и «основанных на данных нормального развития языка и егонарушений»,выдвинутыхЭ.Бейтс(Бейтс,2011),противузкойспециализации и модульности языка (Пинкер, 2004) существуют аргументы,основанные на данных нейровизуализационных исследований.Ситуация, которая складывается вокруг споров о составе и функцияхречевых зон, напоминает притчу о слоне и слепых людях, которыеощупывали его с разных сторон и не могли получить целостной картины.При обобщении данных, полученных в целом ряде исследований, былсделан вывод, что зона Брока является частью системы «зеркал в мозге»(Риццолатти Дж., Синигалья К., 2012).
Именно функциональное строениепозволяет зоне Брока участвовать в реализации ряда сложных сукцессивных,иерархически организованных процессов, независимо от их модальности:речевых или двигательных или даже понимания музыкального синтаксиса(Muller, Basho, 2004; Higuchi et al., 2009).Подобные факты вовлечения классической речевой зоны в ряднеречевых процессов (по сути, функциональной многозначности структур)не могут быть объяснены с точки зрения однозначной привязки психическойфункции к конкретному мозговому субстрату, что заставляет пересмотретьподход к локализации психических функций в головном мозге в рамкахсовременных нейровизуализационных исследований.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
