Введение к работе
Актуальность темы. На современном этапе изучения функциональной организации зрительных перцептивных и речевых процессов и патогенеза их нарушений возрастает значение междисциплинарного подхода - физиологического, психофизиологического, клинического и ряда других. Такой подход обогащает клиническое описание мозговых расстройств объективными инструментальными методами их исследования и принципами фундаментального теоретического анализа. С другой стороны, углубленное изучение многообразных и вариабельных церебральных синдромов, сопровождающихся патологической перестройкой восприятия и речи, предоставляет ценные сведения относительно мозговых механизмов, обеспечивающих эти функции, и относительно более общих закономерностей работы мозга.
Частным случаем продуктивного использования психофизиологического метода исследования с целью решения теоретических и прикладных вопросов, связанных с изучением физиологии зрительных перцептивных процессов, включая процессы восприятия письменной речи - чтения, является регистрация движений глаз [G.Buswell, 1935, 1937; M.Tinkcr, 1947, 195S; Л.Л.Ярбус, 1965; В.Д.Глезер, 1966; L.Slark, 1968; В.П.Зинченко, Н.ІО.Верги-пес, 1969; Б.Х.Гуревич, 1971; M.Alpern, 1972; Л.Митршш, 1973; L.F.Dcll'Os-so, R.B.Daroff, 1974; R.W.Ditchburn, 1974; А.Р.Шахнович, 1974; Ю.Б.Гип-пеіірсйтер, 1978; M.A.Jast, P.A.Karpenter, [978, 1980; K.Rayner, A.PoIIalsek, 1981; R.M.Steinman, 1986; В.А.Барабанщиков, 1978.1990; K.f lorii, 1991].
Дегальное понимание особенностей функционирования глазодвигательной системы информативно вследствие того, что ее управление распределено по множеству уровней мозга, включая не менее 25-ти крупных парных структур мозга (подкорковых ядер и корковых полей), функционально связанных между собой, с другими специфическими афферентными и эфферентными системами и с системами нсспецифической активации [Р.Бинг, Р.Брюкнер, 1959; M.Clara, 1959; Н.Ф.Подвигнн, Ф.Н.Макаров, Ю.Е.Шелс-пнн, 1986; Н.Ф.Подвигнн, 1987; А.А.Митькин, 1988; H.K.Gcstcwitz, 1990].
Такая анатомическая особенность отражает участие разных уровней глазодвигательной системы в осуществлении как рефлекторных, автоматических, так и произвольных, гностических операций. Кроме того, движения глаз (ДП человека осуществляются на основе двух составляющих - медленной (тонической) и быстрой (саккадпческой, физической), взаимодействие которых имеет большое теоретическое и клиническое значение [Д.П.Матюшкин, 1972; М.М.Левашов, 1984;.E.Kowler, H.Kollcwyn, 1990].
Накопленные за много лет данные показали, что анализ характеристик ДГ можно успешно применить в клинико-диагностических целях и в ходе изучения патогенеза многих патологических мозговых синдромов [Е.Murray, 1932; H.M.Moser, 1938; V.Gaberzek, I960; H.G.Kopp, [963; V.Brezinova, R.E.Kendell, 1977; L.F.Dcll'Osso, B.T.Troost, 1977; D. Von Cramon, J.Zihl, 1977; G.il.Bruttcii, PJansscn, 1979; A.Dahlen, S.Fox, 1980; S.Levin, P.S.Holz-man ct all., 1981, I9S5; G.Th.Pavlidis. 1981; W.Beeker, V.Dcckman et all., 1982; J.A.Mather, C.Putchat, 1982, I9S3; W.Schmid-Btirgk, W.Beeker ct all., 1982; VV.Gaebell, G.Ulrich, K.Frick, 1986; J.S.Allen, K.Matsnkada et all., 1991; E. Matsushima, T.Koijama, R.Nakajama et all., 1994].
Динамическое наблюдение за характеристиками ДГ при перцептивны? н речевых расстройствах позволяет получить существенные данные о тенденциях в развитии патологического процесса [F.Lhcrmittc, F.Chain etc. 1966; ,R.В.Upton, D.L.Levy et all., 1983], что весьма важно при планировании и проведении реабилитационных мероприятий [М.М.Кабанов, 1978].
В то же время нельзя не отметить, что в клинико-диагностических целя> глазодвигательные функции исследовали, как правило, изолированно, чте противоречило принципам их мозговой организации и ограничивало возможности извлечения весьма важной информации диагностического и тсо ретического характера. Поэтому разработка приемов комплексного много уровневого диагностического анализа особенностей ДГ, наряду с углублен ным избирательным исследованием отдельных форм глазодвигательной ак тивности, особенно фиксационной микромоторпки глаза, может оказатьо весьма эффективной как в диагностическом отношении, так и с точкі зрения получения существенных данных относительно механизмов пару шения перцептивных и речевых функций, а также их психофизиологической организации.
Следует также учесть, что и проводившихся ранее диагностических і патофизиологических исследованиях клинически различных форм нарушений перцептивных, речевых и иных сложных психических процессов, в ко торых использовали регистрацию ДГ, эти формы рассматривали изолированно. Следовательно, особое значение приобретает сопоставительно! изучение - в рамках одной работы - особенностей ДГ при перцептивных і речевых расстройствах, этнология и патогенез которых различны. В представленной работе проведено такое исследование, в котором огдельньк клинические формы перцептивных и речевых нарушений отбирали, при держиваясь принципа их патогенетической (патофизиологической, нейрофизиологической) "полярности". В ходе выполнения работы были сопос танлены следующие синдромы: 1)спндромы, сопровождающиеся "поляр ным" нарушением аффективно-эмоциональных и волевых предпосылоь перцептивных и речевых операций: тревожно-бредовой или тревожно галлюцинаторный, с характерной для них мобилизацией зксіериорнзпро ванных форм перцептивной активности, - и синдромы, которым свойствен им "отрешенность" или "отгороженность" от окружающей действительности - онейроидный или апатико-абулнческнй; 2)синдромм, при которых зри тельные перцептивные и речевые операции нарушаются "первично" вслед ствие дисфункции затылочно-теменно-височных (гностических) систем мозга, - и синдромы, при которых зрительно-іностические и речевые операцій нарушаю гея "вторично" в результате дисфункции лобных, в особенности мультимодальных префронтальных образований, обеспечивающих времен пую, пространственную и последовательную организацию наиболее сложных психических процессов1; 3)синдромы нарушения речевой и мыслитель пой деятельности, относимые к классу "психотических" (K...Iaspcrs. 1953). і
1 Идея такого сравнительного исследования плодотворно разрабатывалась профессором А.РЛурией, который подробно описал нейролсихологичеехти особенности лобных псевдоагностнчеких и псевдоалексических проявлений (1969, 1971, 1973 и др.),
->
астности, клинически различные синдромы кататонической и бредовой бессвяз-юсти речи (но М.С.Вроно, 1У59), - и патофизиологически не пересекающийся с им снмтомокомплекс нарушений слитности произнесения - заикания.
Учитывая конкретные задачи исследования, анализ глазодвигательных экви-алентов перечисленных синдромов проводили или преимущественно многоуров-ево, "вертикально", сравнивая особенности движении глаз при фиксации, слеже-ии, рассматривании изображений или чтении текстов, либо преимущественно горизонтально", сосредоточиваясь на анализе одного процесса, например, іення. При анализе и интерпретации результатов, прибегали, как правило, к очетанному подходу. Отметим, что развитые в работе подходы направлены па іаксимальиое извлечение информации в ходе клинико-эксперименталыюго ис-ользования одной психофизиологической методики - регистрации ДГ - с целью юлучения наиболее обоснованных диагностических и теоретических сведений от-осительпо изучаемых процессов.
Цель работы. Основной целью работы являлось клинико-эксперимеп-алыюс исследование нарушений сенсорно-моторных и перцептивно-мо-орных процессов, обеспечивающих смысловое восприятие сложных зрн-сльных объектов и письменной речи, разработка принципов диагностики і патофизиологического анализа мозговых механизмов указанных нарушс-[иіі путем многоуровневого и полифункционального исследования качест-сним.ч и количественных характеристик движений глаз (ДГ).
Конкретные задач» исследования были следующими.
[Fa основе экспериментального исследования здоровых людей и больных клинически различными нарушениями перцептивных и речевых процессов ыявить типы ДГ, наиболее адекватные для достижения основной цели ра-'О гы, отобрать и разработать эффективные критерии для комплексном по-нфункционалыюй диагностической оценки характеристик ДГ.
Выяснить диагностическое значение микродвижений глаз (МДГ) при ніксаціш неподвижной цели у больных с нарушениями змоцнопально-во-евых и локально-мозговых основ перцептивных и речевых процессов.
— Изучить влияние локального снижения уровня зрительной афферентации
функциональной роли ДГ в определенных областях сетчатки на возннк-
овение зрительных обманов при тревожно-галлюцинаторном синдроме.
Выявить при клинически и патогенетически различных формах наруше-пя перцептивных и речевых процессов симцтомокомплексы п синдромы лазодвигательных расстройств, провести их сравнительный днфференци-льно-диагностический и патофизиологический анализ.
Исследовать особенности ДГ, сохраняющиеся после слежения за перио-лчески движущимися зрительными стимулами в норме и при некоторых окальных поражениях мона, и использовать полученные данные для уточений механизмов усвоения ритмов и персеверогенсза.
-Разработать эффективные приемы многомерного анализа ДГ п процессе тения и использовать их для получения сведений относительно механиз-ов чтения и патофизиологического анализа нарушений смыслового вос-риятия текста при различных лексических и речевых расстройствах.
— Сформулировать общетеоретические и патофизиологические коицепшп (модели), приближающие к пониманию наиболее сложных явлений, обмару женных при различных формах перцептивных и речевых нарушений.
Научная новизна. Принципиально новым является многоуровневые подход к изучению патологии ДГ, для реализации которого разработань последовательность тестов и комплекс оценок. На этой основе впервьн сформулированы синдромы нарушения ДГ, соответствующие ряду важны* мозговых расстройств - эмоиионалыю-волсвых, гностических, "исевдоаг-ностических" (по А.Р.Лурии, 1969) и речевых, при анализе патогенеза кото рых впервые осуществлено сопоставление различных типов ДГ.
Впервые установлено, что патологические особенности фиксационны) микродвижений глаз (МДГ) существенно влияют на характеристики ДГ прі слежении, рассматривании изображений и чтении.
Впервые показано, что одна из ведущих функций прсфроптальны; структур мозга заключается в реорганизации характеристик фиксационны> МДГ в характеристики поисковых ДГ, адекватные смысловому восприятии образного или вербального материала; нарушение этой функции приводит к возникновению явлений "псевдоагнозин" и "псевдоалексин".
Впервые разработан способ анализа ДГ в процессе чтения, позволяю щий оцепить степень нарушения восприятия смысла текста при отсутствш или искажении вербального отчета. Впервые сопоставлены глазодвигатель ные признаки дезорганизации чтения при агностической алексин, "псекдо алексии" лобного генеза, бредовой и кататоническоп бессвязности речи (не М.С.Вроно, 1959), при заикании и проведен их патофизиологическтн анализ.
Посредством оригинальной методики воспроизведения глазодвигательных персевераций при ритмическом слежении получены новые данные о меха низмах усвоения ритма в биологических системах управления и предложены нешьк представления, касающиеся патогенеза персевераций.
В результате применения специально разработанного метода исследования впервые установлено, что в формировании зрительных обманов прі алкогольном делирии участвует зрительная информация из весьма удален мых друг от друга периферических областей сетчатки, подвергающаяся ус тоіічивому патологическому центральному синтезу.
Впервые описаны "глазодвигательные признаки запинки", соответствующие нарушениям слитности речи при заикании, и установлено, что прг чтении про себя заикающиеся обнаруживают те же признаки, хотя и в реду цированнон форме. Последняя особенность показывает, что при заикании слитность речи нарушается и на перцептивном уровне, и подтверждает цен тральный генез этой формы патологии, объясняя факт ухудшения при заикании показателен чтения про себя.
Теоретическое значение работы. Развита и обоснована концепция взаимодействия низкоуровневых автоматизированных глазодвигательных функций и глазодвигательных операций, при участии которых осуществляется смысловое восприятие образного и вербального материала. Показано, чтс для эффективного анализа механизмов перцептивных и речевых процессор и дпя изучения патогенеза их нарушений необходимо сопоставление харак-
еристик ДГ при фиксации неподвижной цели, разных видах слежения, вос-риятии изображений и текстов.
/(оказана связь между характеристиками фиксационных микродвиже-ий глаз (МДГ) и состоянием глубоких структур мозга, обеспечивающих пределепный уровень бодрствования и активность глазодвигательных со-тавлнющих перцептиниых процессов; показано, что характеристики МДГ есут информацию об угнетении, растормаживапии или сверхактивации тих структур.
Экспериментально установлено, что зрительные обманы при делирии юрмируются на основе дискретных и пространственно изолированных пе-ифернческих зрительных восприятий и их патологической центральной іереработки, включающей процессы симультаннзацни и долговременного держания в системах зрительной памяти.
Экспериментально установлено, что к важнейшим функциям префроп-альных образовании мозга следует отнести формирование и стабилизацию мплитуцмо-частотных режимов перцептивных операции, соответствующих беспечению эффективности высших форм познавательных процессов, ключая речевые, а также подавление персеверогенных свойств ннзкоуров-евых сенсорно-моторных автоматизмов.
Развиты представления о том, что возникновение различных персенера-:ий обусловлено работой автоматической системы усвоения ритмов, обла-;ающей способностью к экстраполяции периодических характеристик входных сигналов и к их сохранению в разноуровневых блоках памяти, наряду с ыработаннымн под их воздействием двигательными программами. Пока-ано, что персеверации возникают либо в условиях изоляции такой систс-[ы, уже выработавшей периодическое управление, либо в результате нару-испия центральных механизмов подавления персевераций.
Предложена модель чтения, утверждающая существование в каждом декретном акте зрительного восприятия текста двух зон: "зоны надежного познания" и "зоны прогноза", величина которых может быть измерена и от-ажает степень трудности понимания текста. Установлено существование двух мс-анизмов дезорганизации речевой деятельности, в частности, чтения. Первый ключаст распад автоматизированного перцептивно-моторного стереотипа (навы-а) речевого уровня, а второй - утрату способности к адаптивным изменениям того стереотипа на основе когнитивного (смыслового) управления речевым про-ессом.
Получены экспериментальные доказательства в пользу нарушения при заика-ии слитности речи не только на речедвигателыюм, но и на перцептивно-речевом ровне. Эти данные подтверждают представления о центральном генезе заикания, о требуют расширения представления о его механизмах.
Практическое значение работы. Разработаны процедуры тестирования лазодвигательнон активности и конкретные условия тестирования, обеспс-нваюшие диагностику различных нарушений перцептивный и речевых роцессов (параметры стимуляции зрительно-моторной системы, поелс-.овательность и характер тестов и т.д.).
Предложены приемы диагностической оценки различных форм глазо-вигательной актиппости (фиксации, плавного и саккадического слежения, осприятия изображений и чтения), способствующие выделению признаков х нарушения.
Сформированы глазодвигательные синдромы для ряда типичных рас стройств: аффективных, эмоционально-волевых, исрцептпвно-речевых и рс чевых мыслительных процессов.
Разработанные подходы и конкретные результаты исследования могу найти применение в ряде отраслей медицины - в медицинской психологш неврологии, психиатрии, в некоторых смежных дисциплинах - ПСИХОЛОГИ!' дефектологии, лингвистике и, кроме того, они могут быть использованы реабилитации больных с гностическими и лексическими нарушениями при проведении профотбора.
Методические новшества работы. Предложена методика пселсдовапп иллюзий и галлюцинации путем формирования искусственных скотом в за данных областях сетчатки. Разработана методика исследования рнгмичес ких глазодвигательных персевераций, основанная на регистрации инерцг онных прослеживающих движений глаз. Для оценки уровня развития сохранности навыка осмысленного чтения (включая условия, когда вег бальный отчет обследуемого искажен пли вообще отсутствует) разработа "Способ диагностики нарушений функции чтения" (Л.с. N 1769855). Для н; раметрнческой оценки скорости чтения предложена формула вычислеми количества знаков текста, опознаваемых в пределах каждого перцептивног шага, а также алгоритмы автоматического вычисления скорости и другії характеристик чтения с графическим отображением их развития во времен и проекцией на воспринимаемый текст [34, 3S, 43, 64].'
Предложены некоторые другие способы и устройства, ошимизиругощи диагностическое тестирование ДГ [15, 46, 47, 48, 50, 52].
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Фиксационные микродвижения глаз - важный показатель состояни "фоновой" глазодвигательной активности при отсутствии зрительного not приятия образного или речевого материала, а их нарушения отражают ее стояние систем мозга, обеспечивающих уровень бодрствования и зритель пый поиск - мобилизацию, сверхактнвацию или угнетение этих систем. Осе бешюсти фиксационных движений глаз существенно отражаются на one рациях слежения и восприятия.
2.3рительная агнозия включает, помимо расстройств узнавания, глазе двигательные симптомокомплексы сенсорно-моторной и перцептивно-мо торной диенраксии.
З.В патогенезе явлений "псевдоагнозии" и "пссвдоалсксин" в клипичес кой картине "лобного синдрома" (по Л.Р.Лурни, 1969; 1971) важным факта ром является утрата способности преобразовывать характеристики фикса циоипых движений глаз в характеристики глазодвигательной активності перцептивного тина, адекватные восприятию изображений и текстов, чт< приводит к проявлению персеверогепных свойств системы управления фпк сациоииыми движениями глаз. Поливалентность функций префронгальны структур позволяет генерализовать полученные данные на патогенез ряд других клинических проявлений "лобного синдрома".
'Здесь и далее в квадратных скобках даны ссылки па список работ по тем диссертации.
4.Фиэиологической основой двигательных персевераций является способность достаточно сложных систем биологического регулирования к экстраполяции и к повторению ("пролонгации в будущее") управления, успешного в строго определенной ситуации; патогенетической основой персевераций при мозговых нарушениях является лишение такой системы механизмов подавления персевераций в случае изменения ситуации управления.
5.Фуикциональнос поле зрения в каждом дискретном акте восприятия текста является неоднородным и включает зону надежного и зону неопреде-пенного, вероятностного опознания элементов текста; анализ соотношения лих зон является объективным критерием осмысленного чтения.
6.Нарушения чтения могут быть обусловлены, по крайней мере, пятью патогенетическими факторами: органическим перцептивно-моторным или моторно-персеверационным распадом глазодвигательного стереотипа чтения; функциональным, "ндеаторным" распадом глазодвигательного стереотипа чтения или его дезорганизацией, вызванной выпадением операций когнитивного контроля и адекватной адаптации к уровню сложности текста, а также функциональной блокадой восприятия текста при пароксиз-малыюм нарушении слитности речи в ходе речедвпгателыюй или перцептивно-моторной активности. Каждый фактор соответствует определенной клинической форме лексических или речевых нарушений.
7. Диагностический и патофизиологический анализ глазодвигательной активности может быть эффективным только при условии многоуровневого полифункционального исследования движений глаз.
Публикации. По материалам исслепопания опубликована 81 печатная работа: одна монография (совм. с Г.Л.Калимовым и В.В.Зсленкиным), два раздела в коллективных монографиях Института языкознания и Института психологин АН СССР, 29 работ в отечественных и зарубежных журналах, 24 - в сборниках, 25 - в материалах, рефератах и тезисах; из них 64 напечатаны в изданиях, рекомендованных для публикации результатов, включаемых в докторские диссертации (Бюлл. RAK - 1987 -N 6; 1991 - N 5,6; 1992 - N 1 -5).
Изобретения, рационализаторские предложения: в ходе выполнения диссертации получено 4 авторских свидетельства па изобретения и утверждено 11 рационализаторских предложений.
Внедрение: разработанные диагностические приемы и изобретения использованы в практике лабораторий физиологии и патологии речи и патологии вестибулярных функций С.-Петербургского НИИ ЛОР и речи, на каф. психиатрии С.-Петербургского Санитарно-гигиенического медицинского института (па базе 2-й и 3-й психиатрических больниц), в Белорус-:ком НИИ неврологии, нейрохирургии и физиотерапии (Минск), в Институте медико-биологических исследований (Москва) при клиникофпзиоло-гическом обследовании спецконтингента в процессе и после завершения полета.
Результаты работы использовались при проведении занятий со специалистами по патологии речи, проходящими курсы усовершенствования при С.-Петербургском НИИ уха, горла, носа и речи.
Работа выполнялась в соответствии с планом исследований С- Петербургского НИИ уха, горла, носа и речи, утвержденным Минздравом
РСФСР, регистрационный номер 01.84.0065 365. Тема работы включена в план исследований по комплексной проблеме "Мозг", курируемой ЛН СССР.
Материалы и методы исследования. Исследование проведено на 126 больных с различными нарушениями перцептивных и речевых процессов, отобранных после тщательной верификации диагноза и предварительного уточнения состояния зрения и глазодвигательной моторики. В соответствии с целью и задачами обследованы следующие формы патологии: I) очаговые и системные поражения затылочно-тсменных и лобных отделов мозга - 31 случай; 2) шизофрения, экзогепно-органические и алкогольные психозы - 55 случаев; 3) заикание без выраженных общеневротическнх нарушений, а также аффективные реакции без нарушений слитности речи 19 случае» (соответств. 12 и 7); 4) дизлексия детского возраста на фоне психического недоразвития - 21 случай. В ходе обследования больных проведено 873 теста, подвергнуты анализу 3178 реакций; проведено измерений при ручной обработке - 191798.
Контрольные исследования (включая разработку устройств, способов диагностики и методик), проведены на 56 здоровых взрослых людях со средним и высшим образованием в возрасіе от 17 до 47 лет и на 10 успевающих здоровых школьниках 8-Ю лет. При игом проведено 613 тестов, подвергнута анализу 1381 реакция; осуществлено измерений при ручной обработке - 83106.
В период обследования больные находились на лечении (или под наблюдением) в стационарах Москвы ( Институт нейрохирургии им. Л.Н.Бурденко), Ленинграда (Психоневрологический н-т им. В.М.Бехтерева, НИИ уха, горла, носа и речи, Психиатрические больницы N2, N3 и N9) и Новгорода (областная психиатрическая больница N 1).
Диагностику осуществляли па основе психопатологического, неврологического, пейроисихологического и патопсихологического обследований, офтальмоневрологнческих и рентгенологических данных, включая контрастные методы исследования, а также результатов ЭЭГ, ЭхоЭГ и др. лабораторных исследований. При очаговых и системных процессах хирургическая верификация диагноза осуществлена в 9 наблюдениях, а патологоанатом нческая - в шести (48,3%).
Выполнению работы способствовали поддержка л советы профессоров Л.Р.Лурии, Л.Л.Ярбуса, Ф.И.Случсвского, Б.Ф.Ломова и Д.Н.Исаева. В диагностически трудных случаях были учтены заключения ведущих специалистов и консультантов соответствующих стационаров.
В ходе выполнения работы были использованы традиционные, модифицированные и оригинальные методы исследования и обработки полученного материала. ДГ регистрировали фотооптическим способом Л.Л.Ярбуса (1965) и фотоэлектрическим способом с применением оригинального преобразователя ДГ [52J. Огибающую акустического речевого сигнала регистрировали при помощи устройства, разработанного в отделе патологии и физиологии речи С.-Пб. НИИ ЛОР. Речь больных записывали на магнитофон. Конкретные особенности методик даны в соответствующих р а здел ах доклада.
При статистической обработке применяли:
традиционные методы анализа: вычисление среднего значения, париа-эельности и ошибки среднего для каждой выборки; для вычисления достоверности различия средних 'значении использовали t-критерий Стьюдента її Я. -критерий Колмогорова-Смирнова, значимости различия долей - ср -критерий, а вариабельности - F-крнтернй;
адаптированные методы: вычисление разностной корреляционной функции и формирование скользящих взвешенных параметров ДГ [34,38,45];
оригинальные методы: вычисление показателя компенсации регрессий при чтении [62], параметрическое определение скорости чтения J34.3S.43], избирательный анализ характеристик перцептивных шагов [56,64] и анаши доли (%) продолжительности межеаккадических интервалов в раз-пичиых областях их распределения [23,25,41].
В специальных случаях был использован способ анализа временных рядов М.Юнделла (1981) и его оригинальная модификациях [57,63].
