Как мозг перестраивается для восстановления речи после инсульта
Новое исследование показывает, как мозг реорганизуется в первые несколько месяцев после инсульта, чтобы снова улучшить способность говорить. Результаты помогут исследователям понять, как работают функциональные сети в мозге. Они также могут быть использованы в будущем для персонализированного лечения пациентов, перенесших инсульт.
Исследователи из Института психологии имени Вильгельма Вундта при Лейпцигском университете, Института когнитивных наук и наук о мозге Общества Макса Планка, Медицинского центра Лейпцигского университета и Кембриджского университета опубликовали эти результаты в журнале Brain .
Это был бы кошмар для любого: перенести инсульт и потерять способность нормально общаться. Во многих случаях речь в какой-то степени восстановится в последующие дни и недели. Это происходит потому, что мозг, стимулируемый собственными усилиями и логопедией, пытается восстановить речь, насколько это возможно, самостоятельно. До сих пор не было известно, какие именно процессы участвуют в восстановлении языка.
«В нашем исследовании мы обследовали пациентов, перенесших инсульт, в университетской больнице на трех этапах: сразу после инсульта, затем через две недели и шесть месяцев», — говорит автор исследования, профессор Геза Хартвигсен из Института психологии имени Вильгельма Вундта при Лейпцигском университете и Института когнитивных и мозговых наук имени Макса Планка.
В то время как предыдущие исследования были сосредоточены на активности классических языковых центров в мозге, авторы этого исследования пошли на шаг дальше: впервые они исследовали взаимодействие между различными областями мозга на сетевом уровне.
«Это связано с тем, что язык задействует множество областей мозга, которые формируют функциональные сети», — говорит ученый. «Но до сих пор было неясно, как именно эти области мозга работают вместе и влияют друг на друга во время восстановления языка».
Быстрая помощь из других областей сети
Авторы исследования выделили три принципа: «Во-первых, языковые сетевые области левого полушария мозга, которые пострадали от инсульта, очень быстро получают функциональное подкрепление из других сетевых областей», — говорит Хартвигсен. «Эти „общие доменные“ области присутствуют в обеих сторонах мозга и выполняют здесь когнитивные вспомогательные функции».
Во-вторых, ученые обнаружили, что «вступают в действие зеркальные области правой стороны мозга, которые обычно меньше задействованы в обработке языка, чем те, что находятся на левой стороне, поврежденной инсультом», — говорит доктор Филипп Кунке. Эти зеркальные области также называются гомологами.
«И в-третьих, мы увидели, что сетевая связь между языковыми областями в левом полушарии мозга также усиливается во время восстановления речи», — говорит ученый.
Процессы адаптации сами по себе гибкие
Процессы функциональной адаптации пациентов к восстановлению утраченных языковых навыков менялись в течение нескольких месяцев, в некоторых случаях значительно. То, как это происходило, зависело, среди прочего, от того, находилась ли поврежденная инсультом ткань в передней или задней части левого полушария мозга пациента.
Поскольку распределение зон, отвечающих за речь, у правшей и левшей различается, исследователи рассматривали только правшей, перенесших инсульт в левом полушарии.
В общей сложности 51 участник — 34 пациента и 17 здоровых лиц контрольной группы — были обследованы в отделении неврологии Медицинского центра Университета Лейпцига под руководством профессора Доротеи Заур. Активность их мозга измерялась с помощью функциональной МРТ во время выполнения ими языковых задач.
Затем исследователи проанализировали данные с помощью метода моделирования, учитывающего причинно-следственные связи. Этот метод позволяет определить направление сетевой коммуникации между различными областями мозга.
«Наш метод позволил нам определить не только то, какие области активируются одновременно, но и то, какая часть влияет на другую часть в той или иной фазе восстановления», — говорит доктор Кунке.
«Результаты исследования содержат потенциал для персонализированного лечения пациентов в будущем, например, с помощью целевой нейростимуляции», — говорит профессор Хартвигсен. До тех пор, добавляет она, необходимы дополнительные исследования с большим количеством субъектов и более обширными и подробными анализами.
В то же время ученые работают над выявлением ключевых факторов, которые можно использовать для прогнозирования хорошего восстановления речи вскоре после инсульта.