Заикание и когнитивные функции

Заикание является сложным психосоматическим нарушением речевого навыка, и люди, которые заикаются, являют собой неоднородную группу по особенностям проявления симптоматики. Современные исследования показывают, что в механизм заикания вовлечены многочисленные факторы, в том числе связанные с лингвистическими, двигательными, сенсорными и эмоциональными процессами.

Кроме того, появляется все больше доказательств, что и когнитивные функции также играют важную роль в этом процессе. В этой статье мы кратко рассмотрим исследования когнитивных исполнительных функций у заикающихся.

Исполнительные функции можно определить как совокупность когнитивных способностей, необходимых для контроля и регуляции поведения, осуществления сложных навыков, в том числе для осуществления речи. Этот комплекс функций имеет важное значение, потому что мы используем его ежедневно.

Исполнительные функции (executive functions) — в нейропсихологии, набор высокоуровневых когнитивных процессов, позволяющих планировать текущие действия в соответствии с общей целью, изменять реакцию в зависимости от контекста, избирательно уделять внимание нужным стимулам. Эффективность исполнительных функций зависит от нормальной работы префронтальных областей коры. Исполнительные функции разделяются на базовые и высокопорядковые. (2),(3),(8)

1) Базовые исполнительные функции:

• торможение, ингибирование
• рабочая память
• когнитивная гибкость
• контроль внимания

2) Высокопорядковые исполнительные функции:

• планирование и подвижный интеллект, требующие одновременного выполнения базовых исполнительных функций.

Примером работы исполнительных функций может служить подавление автоматических, заученных реакций на стимул: увидев вкусный торт, человек подавляет автоматическое желание отрезать себе кусочек, помня о том, что он на диете; собираясь перейти автомобильную дорогу в Англии, турист из России меняет заученную реакцию, и смотрит сначала направо, а потом налево. Также эти функции задействуются при появлении новых, ранее не встречавшихся стимулов, обеспечивая когнитивную гибкость.

Известно, что исполнительные функции регулируются префронтальными областями коры головного мозга, при участии элементов лимбической системы:

Исполнительные функции так же можно сравнить с «системой управления воздушным движением», которая регулирует поток самолетов в воздушном пространстве, направляет пилотов при взлете и посадке и координирует воздушные суда в полете. (1) Для обеспечения бесперебойного управления воздушными судами от вылета до прибытия все компоненты этой системы - радар, самолеты, диспетчерские пункты и системы связи - должны сотрудничать и работать как единый механизм. Точно так же исполнительные функции работают вместе, чтобы направлять, контролировать и регулировать целенаправленное поведение, осуществлять сложные навыки (которым является речь). Однако компоненты системы управления воздушным движением являются относительно простыми, они известны, их легко идентифицировать. В то время как те компоненты, которые задействованы в исполнительных функциях психики человека, еще не полностью идентифицированы, частично перекрываются (то есть разные компоненты могут выполнять одни и те же функции в разных ситуациях). Только в последние годы исполнительные функции начали плотно изучать.

Рассмотрим основные исполнительные функции:

1. Торможение, ингибирование. В широком смысле, ингибирование означает способность игнорировать нерелевантную, лишнюю информацию. Позволяет подавлять доминантный ответ в пользу менее доминантного, но более подходящего в конкретной ситуации. Те, кто обладает сильными навыками торможения, например, могут лучше противостоять мотивам действовать по своему первому импульсу, могут лучше подавлять отвлекающую информацию, отвлекающие эмоции, чтобы оставаться сосредоточенными на задаче, в том числе на процессе речи, то есть торможение позволяет проявлять высокий уровень самоконтроля.
2. Рабочая память. Рабочая память включает характеристики кратковременной памяти, запоминание оперативной информации, и последующее управление этой информацией в реальном времени. Например, во время речевого общения люди запоминают информацию, которую они уже услышали, и затем связывают ее с тем, что они слышат сейчас, а также учитывают свой собственный ответ.
3. Когнитивная гибкость. Когнитивная гибкость основывается на торможении и рабочей памяти, чтобы обеспечить гибкое и быстрое переключение с одной точки зрения, с одного представления или правила на другое. То есть, она позволяет людям переключать свои мнения, тактику рационализации и поведения, когда что-то не работает. Позволяет менять свое мышление, когда появляется новая информация, которая противоречит старой, которая бросает вызов текущей, но не актуальной точке зрения. Позволяет переходить от одной темы к другой в разговоре.
4. Контроль внимания. Включает в себя фокусировку и переключение внимания, сдерживающий контроль, позволяет сохранять внимание на необходимой информации или деятельности, не отвлекаясь, например, на удовольствия. Этот фактор отражает степень, в которой человек может сосредоточить внимание, в которой его сложнее отвлечь. Человек с высоким уровнем контроля внимания может сдерживать доминирующий ответ, чтобы использовать планирование и выполнить менее доминантный ответ, но необходимый в актуальной ситуации. Контроль внимания фокусируется на саморегуляции в эмоциональном контексте. Дефицит контроля внимания принимает участие в механизме СДВ.

Аналитические исследования показывают, что компоненты исполнительной функции развиваются постепенно, но не сразу дифференцируются - они могут возникать из одного компонента в раннем возрасте, и дифференцируются лишь со временем.

Исследования исполнительных функций резко возросли за последние годы, и литература изобилует доказательствами, подтверждающими важность исполнительных функций в различных областях, в том числе в механизме СДВ. Область заикания также была затронута этой тенденцией. Только за последние 15 лет было опубликовано более 35 поведенческих исследований на тему особенностей исполнительной функции у заикающихся.

Интерес к особенностям исполнительной функции у заикающихся был вызван как минимум двумя факторами. Во-первых, исследования показали, что развитие разговорной речи и исполнительная функция тесно взаимосвязаны. У людей с нарушениями речи наблюдается явный дефицит исполнительной функции. Во-вторых, исследования анализировали аспекты контроля внимания у заикающихся. Так, низкие уровни контроля внимания ассоциировались с более высокими уровнями тяжести заикания, что в очередной раз отсылает нас к исследованиям связи заикания и СДВ. Исследования, изучающие отдельные компоненты контроля внимания, показали, что заикающиеся обладают более слабыми навыками торможения и контроля внимания в повседневной жизни. Таким образом, очевидно есть прямая связь между заиканием и нарушениями исполнительной функции. (8)

Теперь кратко рассмотрим имеющиеся данные по особенностям исполнительных функций у заикающихся, включая торможение, рабочую память и когнитивную гибкость.

Функция торможения при заикании

Результаты исследований предсказуемо показывают, что функция торможения у людей с заиканием снижена по сравнению с теми, кто не заикается. Заикающимся сложнее отсеивать несущественные, не актуальные стимулы во время речи. Человек отвлекается на посторонние эмоции (в том числе связанные с логофобией и социофобией). Нарушается приоритет речевых стимулов: заикающемуся не то чтобы хочется сказать несколько мыслей одновременно, однако несущественные, лишние мысли или эмоции, когда они не тормозятся, начинают мешать актуальной речевой деятельности.

Это хорошо перекликается с исследованиями так называемого «внутреннего таймера» базальных ганглиев. Эта система, как мы уже говорили, содержит «таймер», который устанавливает темп артикуляции звуков, посылая сигналы в точные отрезки времени. Каждому двигательному речевому сегменту (звуку, слогу) 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. Смена сигналов начала и завершения элементов последовательности является базисом речевого навыка. Когда она нарушается, речевой аппарат получает эти сигналы в искаженном виде, а заикающемуся трудно отфильтровать нарушенные, лишние сигналы в связи с недостаточностью функции торможения.

При этом есть интересная особенность — если у детей дошкольного возраста недостаточность функции торможения выражена сильно, то с возрастом исполнительная функция психики заикающегося пытается к этому адаптироваться: некоторые исследования показывают, что функция торможения с возрастом улучшается, однако все равно остается недостаточной. (5)

Рабочая память при заикании

Особенности рабочей памяти при заикании изучались в множестве исследований. При этом результаты также зависят от множества факторов, в том числе от тяжести заикания и от возраста заикающегося. Например, снижение рабочей памяти и заикающихся дошкольников особенно заметны. Эти результаты были интерпретированы так, что у заикающихся предполагается сниженная способность распределять ресурсы внимания во время речи и обновлять содержимое рабочей памяти.

Снижение функций рабочей памяти у заикающихся может быть связано в том числе со сниженной функцией торможения: памяти в таких условиях приходится оперировать большим обьемом информации, как необходимой и актуальной в рамках текущей речевой коммуникации, так и эмоциональным шумом, посторонними мыслями и стимулами. (4),(6)

Когнитивная гибкость при заикании

Особенно заметные отличия у заикающихся были отмечены в плане когнитивной гибкости. Это неудивительно, так как когнитивная гибкость, как мы уже говорили, основывается на функции торможения и рабочей памяти. Люди с заиканием испытывают большие трудности в быстром переходе от одной ситуации к другой, им сложнее быстро менять вид деятельности или оперативно переключаться с одних аспектов или проблем на другие. Исследования показывают, что особенно детям с заиканием сложнее адаптироваться к новой, неизвестной ситуации или к изменениям среды (особенно если они затрагивают эмоциональный фон).(7)

Несмотря на экспоненциальный рост наших знаний о заикании с годами, некоторые его причинные механизмы остаются сегодня такими же неуловимыми, как и 100 лет назад. Такое положение вещей показывает тот факт, что заикание является сложным комплексным расстройством, что речь является конечным продуктом объединения сенсорных, когнитивных, эмоциональных, языковых и моторных процессов. С такой точки зрения неудивительно, что у детей с нарушениями в определенных областях, будь то язык или сенсорика, обычно наблюдается недостаточность и в других областях. Сенсорные, когнитивные, языковые и моторные системы взаимосвязаны. Например, дети с нарушениями языкового развития часто хуже выполняют мелкие и грубые двигательные, моторные задачи, чем их сверстники без заикания.

Тем более все усложняет тот факт, что процессы, связанные с речью, языком, двигательными, сенсорными и эмоциональными процессами, также зависят от когнитивных процессов общего характера, включая исполнительные функции, внимание, рабочую память и когнитивную гибкость. Связь подтверждается в том числе тем, что люди с заиканием часто имеют недостатки в исполнительной функции. Как мы уже говорили, заикающиеся хуже справляются с нагрузками на краткосрочную и рабочую память, как и люди с другими нарушениями речи или, например, с нарушениями слуха. То же самое происходит и с вниманием и уровнем когнитивной гибкости.

Чтобы проиллюстрировать все это более понятным языком, представьте себе строительство двухэтажного дома с фундаментом из бетонной плиты, который имеет решающее значение для целостности всего дома. На первом этаже находятся кухня и гостиная, а на втором этаже - две спальни и ванная комната. Без вашего ведома, застройщик не заложил должным образом фундамент, причем проблема усугубляется тем, что дом стоит на неровной поверхности зыбкой почвы на вершине холма. В результате в фундаменте вашего дома появляются трещины. Через несколько лет эти трещины становятся больше, вызывая каскад событий: трещины на полу и внутренних стенах спален и кухни; большое окно в гостиной становится трудно открывать и закрывать; дверь ванной застревает и не может защелкнуться. Здесь может быть множество вариаций в проявлениях, в зависимости от интерьера конкретного дома.

Теперь представьте, что дом — это мозг заикающегося ребенка, и каждая из комнат воплощает какой-то специфичный процесс: кухня теперь является эмоциями, спальни и ванная комната наверху — двигательными, сенсорными процессами и речью соответственно. Фундамент представляет исполнительные функции. Как и фундамент вашего дома, ребенок с заиканием имеет слабые места в исполнительной функции. По мере роста ребенка эти слабости начинают вызывать проблемы с другими аспектами речи, проблемы двигательного, сенсорного или эмоционального развития, дефицит внимания - во многом так же, как трещины в фундаменте приводили к проблемам в интерьере дома. Таким образом, то, что изначально начиналось как дефицит исполнительной функции, в конечном итоге привело к трудностям с другими процессами, специфичными для речи, поскольку эти процессы зависят от сильной рабочей памяти, способности к торможению лишних эмоций, от уровня когнитивной гибкости и внимания. Степень влияния этих процессов будет проявляться по-разному у разных заикающихся, во многом так же, как проблемы с фундаментом влияют на дома по-разному в зависимости от их интерьера. Дети и взрослые с заиканием не являются однородными по природе, поскольку на их развитие влияют различные генетические, социальные, семейные факторы. Отсюда мы имеем множество заикающихся с абсолютно разными проявлениями нарушения речи, имеем разную эффективность тех или иных методик или препаратов. Это наглядно показывает, насколько индивидуальным нарушением является заикание — поскольку речь не является простой функцией, а напротив, является сложным навыком, работа которого основана на базисе исполнительных функций психики.

Очень важно понимать, что с точки зрения распределения ресурсов исполнительной функции (поскольку заикающийся изо всех сил пытается компенсировать свое нарушение речи, пытается адаптироваться к нему, скрыть его, прилагая к этому усилия) человек с заиканием может чрезмерно использовать ограниченные ресурсы исполнительной функции, включая аспекты внимания и краткосрочной памяти. Следовательно, общий объем доступных ресурсов исполнительной функции может истощаться. Все это приводит к двунаправленной взаимосвязи: заикание вызывает дефицит исполнительных функций (в том числе дефицит внимания), а дефицит исполнительных функций усугубляет заикание.
То есть, слабость исполнительных функций может быть как причиной заикания, так и его следствием.

Таким образом формируется концептуальная модель сложной двунаправленной взаимосвязи между развитием заикания, исполнительными функциями и процессами речи, внимания, моторики, сенсорики и эмоций:

1. Заикание напрямую влияет на исполнительную функцию (прямой путь), приводя к дефициту ресурсов в одном или нескольких остальных процессах (например, вызывает дефицит внимания или эмоциональные расстройства, депрессию). При этом нарушение самих исполнительных функций также усиливает заикание.
2. Заикание нарушает речевые процессы (косвенный путь), что в свою очередь влияет на исполнительную функцию в целом и впоследствии каскадом влияет на другие процессы (внимание, сенсорика, моторика, эмоции).(8)

Источники информации, исследования, список литературы:

1. Center on the Developing Child at Harvard University. Building the Brain’s “Air Traffic Control” System: How Early Experiences Shape the Development of Executive Function: Working Paper No. 11; 2011
2. Baggetta P, Alexander PA. Conceptualization and operationalization of executive function. Mind Brain Educ 2016
3. Karr JE, Areshenkoff CN, Rast P, Hofer SM, Iverson GL, Garcia-Barrera MA. The unity and diversity of executive functions: a systematic review and re-analysis of latent variable studies. Psychol Bull 2018
4. Yang Y, Jia F, Fox PT, Siok WT, Tan LH. Abnormal neural response to phonological working memory demands in persistent developmental stuttering. Hum Brain Mapp 2019
5. Piispala J, Starck T, Jansson-Verkasalo E, KallioM. Decreased occipital alpha oscillation in children who stutter during a visual Go/Nogo task. Clin Neurophysiol 2018
6. Anderson JD, Wagovich SA, Brown BT. Phonological and semantic contributions to verbal short-term memory in young children with developmental stuttering. J Speech Lang Hear Res 2019
7. Eichorn N, Marton K, Pirutinsky S. Cognitive flexibility in preschool children with and without stuttering disorders. J Fluency Disord 2018
8. The Role of Executive Function in Developmental Stuttering, Julie D. Anderson, Ph.D., Levi C. Ofoe, M.A., 2019