Нейрофизиология заикания

Эволюция речи

Предполагается, что речевая функция человека в современном состоянии появилась около 80 тыс. лет назад, в те времена, когда люди еще сосуществовали с неандертальцами. Уже тогда у человека сформировался шиловидный отросток, который необходим для активной артикуляции при помощи языка, а слуховой механизм настроился на восприятие звуковых частот, которые мы используем в современной речи.

Если взглянуть внимательно, системы коммуникации животных и речь человека отличаются радикально. Речь человека — инструмент мышления и творческой деятельности, она не предназначена только для общения. Основное использование речевой функции сводится к внутреннему мыслительному процессу. Речевые особенности в некоторой степени становятся рамками мышления — в исследованиях наблюдаются отличия в особенностях поведения и восприятия у носителей разных языков.

При этом все существующие языки (даже те, которые формировались в изолированных сообществах) имеют единую структуру построения связи между элементами речи. Так, в основе универсальной структуры всех языков мира лежит рекурсия. Рекурсия — это простая логическая операция, при которой одна единица высказывания вкладывается в другую. Пример — «...кот, который пугает и ловит синицу, которая часто ворует пшеницу, которая в тёмном чулане хранится...» , и так можно говорить до бесконечности. Даже грамматическая база всех языков мира имеет общее сходство. Среди более чем 6 тысяч языков существует всего 24 способа соединить вместе подлежащее, сказуемое и другие члены предложения. Но большинство всех языков мира использует только 4 из них. Это говорит о заложенной в нас «грамматической» составляющей речи, которая определена на уровне нейрофизиологии.

Речь человека в современном виде является совсем недавним генетическим приобретением. Ее эволюция прямо связана с эволюцией мышления. Речь контролируется одними из самых молодых систем головного мозга. ^{[1], [2], [3], [17]}

Нейрофизиологические причины заикания

Речевая функция широко распространена по всему мозгу и не ограничивается областями Брока и Вернике. Во время речи активны многие области коры в лобной, теменной и височной долях, а также подкорковые структуры - базальные ганглии, ядра таламуса.

Область Брока кодирует речевые сигналы, участвует в управлении речевой мускулатурой. Область Вернике декодирует речевые сигналы, распознает собственную речь и речь других людей. Примечательно, насколько быстро область Вернике это делает — она может различать около 20-30 различных фонем в секунду. Это быстрее, чем распознаются неречевые звуки.

Мы видим, что многие центры расположены симметрично в полушариях мозга, то есть речевая функция дублируется. Однако в случае с речью происходит не просто дублирование, а специализация, то есть одинаковые центры полушарий начинают работать по-разному. В результате наблюдается межполушарная асимметрия, или латерализация, которая позволяет выполнять более сложные функции. Латерализация формируется до окончания подросткового возраста.

Поражение левого полушария (у правшей) до 12 лет может не влечь за собой нарушений речевой деятельности, характерных для сходных травм у взрослых, поскольку к этому возрасту процесс разделения речевых функций между левым и правым полушариями еще не закончен. В том числе поэтому дети до 12 лет поддаются восстановлению речи немного быстрее — структура речевой функции остается лабильной, пока не закончена латерализация.

У правшей речевые центры левого полушария преимущественно осуществляют синтез речи, а правого — влияют на невербальную составляющую речи (выражение лица, жестикуляция, язык тела и т.д.). У левшей соответственно наоборот.

Медиальный путь проходит через SMA и отделы базальных ганглиев. Латеральный путь проходит преимущественно по двигательным отделам самой коры.

Эти пути действуют параллельно, однако медиальный путь активен преимущественно при использовании уже закрепленного речевого навыка, а латеральный путь связан с осознанным контролем речи.

Данные МРТ исследований показывают обратную зависимость между выраженностью заикания и активностью латеральных путей. То есть заикание чаще всего связано с нарушением медиального пути. Когда контроль сдвигается от медиального пути к латеральному, заикание уменьшается. Например, использование внешнего ритма во время речи (метроном, рифма, чтение в унисон, синхронное чтение, чтение с буквенной жестикуляцией) в той или иной степени сдвигает контроль к латеральному пути. То же самое происходит при использовании специальных программ для лечения заикания, например DAF.

В спонтанной речи взрослого человека, у которого речевой навык уже сформирован, наиболее активен именно медиальный путь связи между речевыми центрами, включающий базальные ганглии. Медиальный путь используется по умолчанию.

У детей во время формирования речевого навыка более активны латеральные пути.

Представленная схема показывает, что речь человека является сложной функцией, которую осуществляют как элементы коры, так и глубокие отделы мозга. ^{[1], [7], [9], [12], [13], [14], [15], [16], [17]}

Нарушение в базальных ганглиях как причина заикания

Внутренний "таймер" базальных ганглиев

Заикание появляется в первую очередь при нарушении работы базальных ганглиев. А мы помним, что с дефицитом дофамина именно в базальных ганглиях связана дофаминовая теория заикания. Эта система содержит «таймер», который устанавливает темп артикуляции звуков, посылая сигналы в точные отрезки времени. Ядром заикания является нарушение организации двигательной последовательности речевого навыка, как результат нарушенной работы встроенного «таймера» базальных ганглиев.

Ключевая концепция заключается в том, что речь является последовательной двигательной задачей, которая требует точного времени активности мышц, чтобы произвести определенный двигательный сегмент — звук или слог. Каждому двигательному сегменту для выполнения требуется «сигнал начала» и «сигнал завершения».

Именно базальные ганглии предоставляют эти сигналы. Они регулируют длительность мышечных движений и длительность фонетической реализации элементов речи.

Эта система влияет на множество двигательных навыков, помимо речи. Например, исследования активности мозга обезьян показывают, что базальные ганглии производят «сигнал завершения», отмечая окончание выполненного сегмента в хорошо изученной последовательности движений. «Сигнал завершения» сообщает коре о необходимости выпустить следующий моторный сегмент в последовательности двигательного навыка.

Смена сигналов начала и завершения элементов последовательности является базисом речевого навыка. Когда она нарушается, речевой аппарат не получает четких сигналов о ритмических характеристиках речи и о длительности озвучивания фонем, либо получает эти сигналы в искаженном виде. Исходя из этой модели, инициация речевых сегментов может осуществляться по-разному:

• Если сигнал завершения предыдущего сегмента недостаточно сильный, происходит повторение предыдущего сегмента (типичное клоническое заикание).
• Если происходит преждевременная инициация следующего речевого сегмента — когда еще действуют сигналы к озвучиванию предыдущего звука, речевой аппарат получает команду озвучивать следующий звук, в результате чего возникает остановка всей последовательности (тоническое заикание).

Так, исследования показывают, что в момент заикания речевые мышцы получают сигналы к торможению и возбуждению одновременно. Это наглядно показывает сбой последовательности сигналов начала и завершения. Чаще всего нарушения этих сигналов комбинируются, у большинства наблюдается смешанный тип заикания. ^{[5], [6], [10], [14]}

Причина заикания - нарушение речевого навыка

Речь — навык, который формируется в процессе обучения

Если взглянуть на структуру речи, то экстернализация (процесс превращения внутреннего психического действия во внешнее выражение), артикуляция и звуки периферийны по отношению к мыслям. Связь между мысленным образом и его звуковым выражением абстрактная, искусственная.

Способность к речи у человека врожденная. Но чтобы научиться говорить, ребенку нужно научиться выражать мысли звуками, которые прямого отношения к содержанию мыслей не имеют. В это время ребенок учится соотносить внутренние образы, мыслительный процесс с искусственным языком звуков.

Поэтому речь и является навыком: для его формирования необходим длительный процесс обучения, когда с использованием латеральных путей речевой навык закрепляется на уровне медиального пути. Причем этот процесс должен совпасть по времени с формированием соответствующих областей коры головного мозга в первые несколько лет жизни.

Исследования показывают, что если в этот период ребенок не будет получать речевую информацию, будет находиться в лингвистической депривации, то и в более старшем возрасте способность к речи значительно падает, человек сложно поддается обучению языку. То есть существует критический период, в который происходит формирование и закрепление речевого навыка. Если в этом возрасте возникает заикание, то речевой навык закрепляется нарушенным.

Поэтому, когда мы говорим о лечении заикания, мы имеем в виду работу над речевым навыком. Это отличает заикание от множества других патологий и делает его уникальным в своем роде нарушением. ^{[2], [3], [18]}

Причины заикания и логофобии

Заикание связано с тонкими нарушениями в корковых/подкорковых механизмах, участвующих в работе моторных отделов речевых областей. Исследования показывают, что эти нарушения наблюдаются даже если заикание не происходит в данный момент времени. То есть патологическая активность в речевых центрах определяется и в те моменты, когда у человека получается не заикаться, и даже когда он молчит — во время «внутреннего диалога» или моделирования речевой ситуации.

Патологическая активность в этих областях становится более выраженной, когда человек переживает эмоциональный стресс. С одной стороны, речевые центры получают нарушенные сигналы начала и завершения звуков. С другой стороны, такие же искаженные сигналы базальные ганглии посылают в другие области мозга, участвующие в высшей регуляции речи, например, в лобные доли. Они отвечают за сознательный выбор, за отсеивание несущественных сигналов, за подавление лишних эмоций, сигналов от более глубоких отделов мозга. Находясь под воздействием потока нарушенных сигналов, лобным отделам сложнее противостоять стрессу и отсеивать эмоциональный шум.

Если заикание возникает чаще при общении с людьми, это свидетельствует о том, что наличие собеседника расценивается структурами вашего мозга как стрессовая ситуация. В ответ выделяются гормоны стресса (кортизол и т. д.), которые сильно влияют на характер двигательной активности. Заикание может проявляться и наедине, при комфортных условиях. Такие условия тоже могут быть стрессовыми, например, когда человек сам от себя ожидает заикание, или испытывает негативные эмоции по поводу своей речи.

На фоне стресса латеральные речевые пути менее активны. Ведущую роль начинают играть базальные ганглии, как следствие повышается выраженность заикания. В этом заключается логофобия, когда эмоциональный стресс, связанный с речевыми ситуациями, дополнительно нарушает речевой навык.

Именно поэтому в лечении заикания необходим комплексный подход, когда приемы, направленные на снижение судорожности речевых мышц, совмещаются с терапией логофобии и закреплением нового речевого навыка. ^{[8], [11]}

Уровни организации речевого навыка

Современная физиология рассматривает следующую структуру двигательного навыка:

• Уровень А: чистая физиология мышц речевого аппарата: регулировка их тонуса, способности к сокращению и расслаблению. Типичное самостоятельное проявление нарушений работы этого уровня - дрожание тела от холода или от страха.
• Уровень B: уровень двигательных штампов. Он обеспечивает «черновую» технику повторяющихся речевых движений, формирующих отдельные фонемы.
• Уровень C: не только формирует более сложные речевые движения, но и одновременно анализирует получаемую в результате речь.
• Уровень D: уровень слияния физиологического и психологического, он обеспечивает работу сложных двигательных автоматизмов. Этот уровень регулируется областями коры. Применительно к речи этот уровень отвечает за осознанное сокращение или расслабление речевых мышц, за осмысленную коррекцию характеристик речи. Большое значение для функционирования этого уровня имеет понятие цели, то есть желательного результата действия.
• Уровень E: Уровень интеллектуальных двигательных актов, обеспечивает смысловую коррекцию всех предыдущих уровней. К этому уровню относятся сложные профессиональные навыки, например письменная, символическая или устная речь. Это наивысший уровень контроля, доступный нам. В отличие от уровня D, движения здесь определяются не прямым, а отвлечённым смыслом, который зависит от контекста ситуации. Если, например, человек говорит с кем-либо, то физически он лишь меняет артикуляционные движения во время ритмичного выдоха, проходящего через напряженные голосовые связки. Получаемая в результате речь определяется целой плеядой отвлечённых смыслов: представлением о собеседнике, о его личностных особенностях, о целях и задачах в отношении этого человека, о предмете разговора, а также другими смыслами.

На уровне Е осуществляется самоконтроль речи. Воздействуя на свои мысли, мы можем менять тонус мышц, делать движения речевой мускулатуры более четкими и плавными. Здесь мы можем сознательно корректировать привычную речь и выработанный годами речедвигательный стереотип. На этом уровне реализуются методы психосоматической коррекции речи: в ходе сознательной проработки речевого стереотипа восстанавливается нормальная функция всех нижележащих уровней, когда формируемый речевой навык доводится до автоматизма.

Деятельность уровня B реализуется через уровень A, подчиняясь вышележащему уровню C, и так далее.

Навык поддается восстановлению путем обучения

В процессе обучения сознательное действие, автоматизируясь, переходит на уровень бессознательного. И наоборот, бессознательное может войти в сферу сознания. Формируя речевой навык на уровне Е, используя латеральный путь связи между речевыми центрами, мы автоматически настраиваем всю нижележащую структуру речевого навыка до уровня A включительно. Используя латеральный путь, мы формируем навык на уровне медиального пути.

Процесс обучения навыку сводится к систематическому повторению определенных движений, которое приводит к их автоматизации, благодаря чему они становятся более точными, в необходимой степени быстрыми, размеренными по силе и амплитуде. Лишние или неправильные движения в процессе устраняются, результат постепенно закрепляется на уровне автоматизма.

Лечение заикания по методике Демосфен заключается в формировании и автоматизации нового речевого навыка, этот процесс занимает около 4 недель.

Отзывы довольных клиентов:

Авторы статьи, специалисты центра Демосфен:

Instagram

Лихачева
Кристина
Олеговна

логопед, психолог

Диплом

Виктория
Валериевна
Шипилова

фармаколог, консультант

Источники информации, исследования, список литературы:

1. The Language Instinct, Steven Pinker
2. Why Only Us: Language and Evolution, By Robert C. Berwick and Noam Chomsky
3. Fitch, W. Tecumseh. The Evolution of Language
4. Бернштейн Н. А. Очерки о физиологии движений и физиологии активности
5. Stuttering and the basal ganglia circuits: a critical review of possible relations, J Commun Disord. 2004
6. Computational modeling of stuttering caused by impairments in a basal ganglia thalamo-cortical circuit involved in syllable selection and initiation, Brain Lang. 2013
7. The dual premotor model of stuttering and cluttering: a framework Per A. Alm Lund University, Lund, Sweden
8. Severity of dysfluency correlates with basal ganglia activity in persistent developmental stuttering. Anne-Lise Giraud, Katrin Neumann, Anne-Catherine Bachoud-Levi, Alexander W. von Gudenberg, Harald A. Euler, Heinrich Lanfermann, Christine Preibisch, 2007
9. Left and right basal ganglia and frontal activity during language generation: Contributions to lexical, semantic, and phonological processes (Bruce Crosson, Hope Benefield, M. Allison Cato, Joseph R. Sadek, Anna Bacon Moore, Christina E. Wierenga, Kaundinya Gopinath, David Soltysik, Russell M. Bauer, Edward J. Auerbach, Didem Gökçay, Christiana M. Leonard And Richard W. Briggs)
10. Is Broca's Area Part of a Basal Ganglia Thalamocortical Circuit? Michael T. Ullman
11. Imaging speech production using fMRI, Vincent L Gracco, Pascale Tremblay, Bruce Pike
12. A Comparison of Five FMRI Protocols for Mapping Speech Comprehension Systems, Jeffrey R. Binder, Sara J. Swanson, Thomas A. Hammeke, and David S. Sabsevitz
13. A review of brain circuitries involved in stuttering, Anna Craig-McQuaide, Harith Akram, Ludvic Zrinzo, and Elina Tripoliti
14. The neurobiological grounding of persistent chronic stuttering: From structure to function (Nicole E. Neef, Alfred Anwander and Angela D. Friederici), 2015
15. Altered Modulation of Silent Period in Tongue Motor Cortex of Persistent Developmental Stuttering in Relation to Stuttering Severity (Pierpaolo Busan, Giovanni Del Ben, Simona Bernardini, Giulia Natarelli, Marco Bencich, Fabrizio Monti, Paolo Manganotti, and Piero Paolo Battaglini), 2016
16. Ventral striatum and stuttering: Robust evidence from a case-control study applying DARTEL (Christian Montag, Benjamin Bleek, Martin Reuter, Thilo Müller, Bernd Weber, Jennifer Faber and Sebastian Marketti), 2019
17. Sapolsky, Robert. Biology and Human Behavior: The Neurological Origins of Individuality
18. James, Susan Donaldson, 2008. "Wild Child 'Genie': A Tortured Life"