Нейрофизиология заикания


  • 1012
  • 1
  • 2018-05-08
  1. Двойная система связи между речевыми центрами
    1. Медиальный путь (базальные ядра)
    2. Латеральный путь (двигательные отделы коры)
  2. Нейромедиаторы и рецепторы, связанные с заиканием
    1. Дофамин ( D1,D2-дофаминовые рецепторы)
    2. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК-рецепторы)
    3. Глутамат (NMDA-рецепторы)
    4. Глицин (GLY-рецепторы)
    5. Серотонин (5-HT-рецепторы)
  3. Дополнительные исследования

Мы рассмотрели физиологию заикания и причины его возникновения, теперь ознакомимся с этими процессами более детально, с точки зрения нейрофизиологии.


Двойная система связи между речевыми центрами

Речевые центры Брока и Вернике сообщаются друг с другом как напрямую через двигательные отделы коры (латеральный путь), так и через подкорковую систему (медиальный путь) – таким образом, взаимосвязь между речевыми центрами дублируется.

Медиальный путь (через двигательные отделы базальных ядер)


Что очень важно, медиальный путь включает в себя двигательные отделы базальных ганглиев преимущественно левого полушария, дополнительную двигательную зону (SMA) и ядра передней части таламуса. Эти пути всегда действуют параллельно, однако подкорковый путь используется преимущественно при использовании уже закрепленного речевого навыка, а корковый путь связан с осознанным контролем речи.

Латеральный и медиальный пути связи между речевыми центрами работают параллельно, однако в спонтанной речи, да и вообще практически всегда больше работает медиальный путь связи между речевыми центрами. Этот путь работает автоматически, не воспринимает внешние раздражители, на него не действует принцип обратной связи. Преимущественно этот путь связи используется при передаче своих мыслей и эмоций.

Кроме того, в дополнительной двигательной зоне, которая участвует в медиальном пути связи между речевыми центрами, происходит ритмичное сложение слогов, слов и фраз друг с другом. Таким образом, базальные ганглии объединяют компоненты сложных движений в единое целое – при заикании эта функция нарушена.

Другими словами, помимо нарушения прямой взаимосвязи между речевыми центрами заикание связано с нарушением работы отделов базальных ядер, что и приводит к моторным дисфункциям – речевым судорогам и нарушению ритмичности.

Вообще у всех людей в состоянии сильного нервного напряжения и стресса работа базальных ганглиев и дополнительной двигательной зоны может нарушаться, что так же проявляется в виде слабых речевых запинок, дрожания и нарушений координации движений – а в спокойном состоянии все приходит в норму. Это относится и к заикающимся – в состоянии стресса речь обычно ухудшается (тем более, что для заикающегося человека стрессом может являться любой речевой контакт, а наедине такого стресса может не быть, поэтому многие заикающиеся не заикаются наедине). Отсутствие у многих заикания наедине не является парадоксом, это в очередной раз показывает на особенности работы связи между речевыми центрами.

Существует характерная особенность, которая относится ко всем типами заикания – это эффект ритма или синхронности. Этот эффект заключается в том, что если человек заикается при обычных условиях, то заикание практически полностью исчезает при синхронизации речи с внешним раздражителем – например, с метрономом или голосом другого человека (одновременное чтение или пение в унисон). Это особенно заметно, если синхронизировать свою речь, разбивая ее на слова или слоги – каждый слог или слово под один удар метронома. В таком случае практически все заикающиеся испытывают намного меньше речевых судорог. То есть человек не может говорить равномерно в обычных условиях, но легко делает это при получении «сигналов синхронизации». А это является прямым симптомом дисфункции двигательных отделов базальных ганглиев и связанной с ней дополнительной двигательной зоны, нейроны которой идут к спинному мозгу и напрямую контролируют движения.

То, что базальные ганглии медиального пути располагаются преимущественно в левом полушарии головного мозга, отмечено не случайно. На настоящий момент не проводилось официальных исследований, но это полностью объясняет статистику, по которой многие заикающиеся являются левшами, переученными на использование правой руки. Начнем с того, что у левши правое полушарие хоть и является ведущим, все равно основная часть активных базальных ядер медиального пути располагается в левом полушарии, как и у правшей. То есть левша при изначальной предрасположенности к заиканию уже находится в заведомо невыгодном положении в связи с возможными трудностями в синхронизации двигательной и речевой деятельности медиального пути. А переучивание на правую руку может являться спусковым механизмом возникновения заикания, так как при этом происходит ощутимая разбалансировка ассоциативных связей между речевыми центрами.

Практически все лекарственные препараты, которые снижают заикание, воздействуют на рецепторы и нейромедиаторы базальных ганглиев и дополнительной двигательной зоны, в основном стимулируя тормозную активность (либо снимая излишнее тормозное действие).

Речевые центры - физиология заикания

Латеральный путь (через двигательные отделы коры)


А вот влияние латерального пути усиливается при сознательном контроле над речью. Как раз этот путь открыт для «сигналов синхронизации», здесь происходит постоянная обратная связь между произносимой и слышимой речью. Когда человек поет в унисон, читает одновременно с кем-то или говорит под ритм метронома, полностью включается именно латеральный, корковый путь. То же самое происходит, когда заикающийся имитирует иностранный акцент, повышает или понижает голос – сознательно меняет характеристики речи. Сюда же относится любая имитация, пародирование, кривляние, а также актерская игра.

К слову, эффективные методики лечения заикания, которые включают в себя речевую практику, задействуют латеральный путь, что вполне обоснованно в теории. Эффективность смещения акцента с медиального пути при формировании нового речедвигательного стереотипа подтверждается на практике – все наши подписчики, которые избавились от заикания, использовали эти методы. Здесь все довольно просто: к началу сознательного формирования речи, примерно в 2-3 года, у ребенка наиболее активна сознательная прямая связь между речевыми центрами, то есть латеральный путь – ребенок активно учится говорить, имитируя речь окружающих. По ходу формирования речевого стереотипа все большую активность начинает демонстрировать подкорковый, медиальный путь. Таким образом, при использовании речевых и психологических практик лечения заикания необходимо заново сознательно формировать новый речедвигательный стереотип, для чего и используется латеральный путь.

Практически всегда заикание связано с нарушением медиального пути, но когда контроль сдвигается от медиального к латеральному способу связи между речевыми центрами Брока и Вернике, заикание обычно уменьшается.

Однако проблема может быть не только в самих базальных ганглиях медиального пути. Например, заикание может быть связано со слабостью исходящего сигнала от самих речевых центров или моторной коры, чему может быть множество причин, в том числе дегенерация нервных тканей, нарушение кровоснабжения или баланса нейромедиаторов.

Речевые центры - физиология заикания

Рецепторы и нейромедиаторы, связанные с заиканием

Для полного понимания механизма заикания следует рассмотреть основные типы рецепторов и нейромедиаторов медиального пути связи между речевыми центрами Брока и Вернике, которые участвуют в формировании речи (вербализации). Нарушение работы этих рецепторов, качественного или количественного состава медиаторов, их баланса и регуляции достоверно наблюдаются при заикании. Сразу отметим, что на работу этой системы оказывает одновременное и разностороннее влияние множество медиаторов.

У заикающихся достоверно наблюдается повышение активности дофамина и D2-дофаминовых рецепторов, глутамата и NMDA-рецепторов, снижение активности ГАМК и соответствующих рецепторов различных типов, серотонина и 5HT-серотониновых рецепторов тех отделов мозга, которые отвечают за вербализацию.

  1. Дофамин ( D1 и D2-дофаминовые рецепторы)
  2. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК-рецепторы)
  3. Глутамат (NMDA-рецепторы)
  4. Глицин (GLY-рецепторы)
  5. Серотонин (5-HT-рецепторы)

Дофамин ( D1 и D2-дофаминовые рецепторы)

В базальных ганглиях медиального пути дофамин является медиатором D2-дофаминовых рецепторов и через них регулирует множество функций, в том числе речь. Его переизбыток оказывает специфическое тормозное влияние на взаимодействие речевых центров Брока и Вернике, протекающее по этому пути.

Очень интересное и важное исследование проводилось с использованием позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), когда в определенную ткань или орган вводится специальный маркер, радиофармпрепарат, который испускает гамма-кванты. Регистрация этого излучения позволяет составить картину активности определенных тканей или органов в виде трехмерной схемы. Так, в этом исследовании в качестве маркера был использован препарат 6-флюродопа (6-FDODA), схожий по структуре с дофамином. Таким образом, появилась возможность проследить активность дофаминергической системы у заикающихся и сделать выводы об участии этой системы в патогенезе заикания. В группе испытуемых с заиканием было отмечено значительно более высокое поглощение дофамина в слуховой, островковой, медиальной префронтовой и в глубокой орбитальной коре – наибольшая активность наблюдалась в корковых и подкорковых областях лимбической системы и в слуховой коре. Значит, можно сделать однозначный вывод – повышенная активация дофаминергической системы в областях мозга, отвечающих за вербализацию и слух, играет важную роль в заикании.

Важно отметить, что максимальное число дофаминовых D2-рецепторов в процессе развития мозга человека наблюдается в возрасте около 3 лет и уменьшается с возрастом, а по статистике именно в этом возрасте чаще всего и возникает заикание. Это является вовсе не совпадением, а закономерностью.

Примечательно, что, например, при тяжелых психических заболеваниях в том числе повышенная активность дофаминовых D2-рецепторов вызывает ту самую продуктивную симптоматику (галлюцинации, бред, нарушения поведения и социальной адаптаци).

А вот болезнь Паркинсона связана с уменьшением выработки дофамина, но преимущественно в экстрапирамидной моторной системе (в черной субстанции базальных ганглиев). Возвращаясь к описанному выше исследованию, здесь существует особенность – в очень редких случаях при приеме противопаркинсонических препаратов, стимулирующих активность дофамина в экстрапирамидной системе базальных ядер, наблюдалось снижение заикания. Это значит, что дофамин может по-разному влиять на заикание, в зависимости от его количества и от того, в каких отделах мозга нарушен его баланс.

Имеется прямая связь между числом и плотностью дофаминовых D2-рецепторов и когнитивными и интеллектуальными способностями. Чем больше этих рецепторов – тем выше когнитивные способности. Это связано и с ранним развитием мышления и речи – чем раньше растет число и повышается активность D2-рецепторов дофамина, тем раньше ребенок начинает говорить. А по статистике ранее развитие речи у детей часто приводит к заиканию, именно благодаря повышенному влиянию дофамина. Очень примечательно, что и здесь наблюдается основной закон физиологии – сохранение равновесия.

Лекарства от заикания, механизм действия которых основан на снижении активности дофамина: нейролептики Рисполепт, Сонапакс, Эглонил. Влияние на D1-дофаминовые рецепторы заявляется как ведущий механизм действия перспективного препарата от заикания Экопипам, исследования которого проводятся в данный момент.





Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК-рецепторы)

Мы уже отмечали, что ГАМК является основным тормозным нейромедиатором, который участвует в передаче тормозных сигналов из базальных ганглиев речевых центров к мышцам речевого аппарата. Нарушение регуляции ГАМК, по всей видимости, играет ведущую роль в патогенезе заикания, что приводит к появлению судорожной активности речевых и дыхательных мышц. ГАМК препятствует пре- и постсинаптическим разрядам, тем самым предотвращает распространение судорожной активности.

Проводилось множество исследований, которые показали значительное (порой полное) уменьшение выраженности заикания при прямой стимуляции ГАМК-рецепторов, либо при опосредованной стимуляции определенных типов этих рецепторов.

С другой стороны, чрезмерное тормозное действие ГАМК при применении высоких дозировок соответствующих препаратов чаще всего приводит к усилению заикания, опять-таки ввиду усиления тормозного влияния на взаимодействие речевых центров, проходящее по медиальному пути. Но чаще всего встречаются случаи, когда заикание сильно выражено ввиду недостатка гамма-аминомасляной кислоты или нарушения работы соответственных рецепторов.

Существует множество типов ГАМК-рецепторов, но по отношению к заиканию наибольший интерес вызывает, например, а1-подтип ГАМК-А-рецепторов. Основываясь на этой активности, проводились исследования перспективного препарата от заикания Пагоклон.

Лекарства от заикания, механизм действия которых основан на повышении активности ГАМК: ноотроп Фенотропил; анксиолитик Фенибут, антиконвульсанты Прегабалин, Конвулекс.





Глутамат (NMDA-рецепторы)

Глутамат - наиболее распространенный возбуждающий нейромедиатор. При заикании может наблюдаться его повышенное влияние на соответствующие NMDA-рецепторы. То же самое приводит к повышенной судорожной активности, в том числе в медиальном пути связи между речевыми центрами. Определенную роль глутаминовая кислота играет также в патогенезе эпилепсии.

Что интересно, чрезмерное снижение активности NMDA-рецепторов (например, при действии антагонистов или блокаторов NMDA) может приводить к повышению содержания дофамина. Причем определенные исследования отмечают важную роль снижения активности глутамата в формировании шизофрении и других серьезных психических заболеваний.

Глицин (GLY-рецепторы)

Важнейший тормозной нейромедиатор ЦНС, снижает повышенную возбудимость путем повышения тока ионов хлора через клеточную мембрану. Дополнительно повышает выделение ГАМК . В связи с этим наблюдается снижение заикания на фоне применения седативного препарата Глицин.

Сложно представить ситуацию, при которой может возникнуть дефицит глицина в организме, поскольку он в достаточном количестве содержится в белковой пище. Однако практически во всех случаях дополнительного приема глицина как у детей, так и у взрослых наблюдается улучшение речи. Причем глицином практически нельзя вызвать чрезмерное торможение, даже наоборот, при употреблении экстремально высоких доз происходит стимуляция NMDA-рецепторов, которые возбуждают ЦНС.

Основным препаратом от заикания, эффективность которого основана в том числе на стимуляции GLY-рецепторов, является Глицин.





Серотонин (5-HT-рецепторы)

Выполняет множество функций как нейромедиатор в разных отделах мозга. Некоторые источники указывают, что серотонин является антагонистом дофамина – это не совсем так, поскольку при снижении или повышении активности того или иного медиатора включаются компенсаторные механизмы, направленные на сохранение равновесия. Например, при повышении уровня дофамина (что чаще всего наблюдается при заикании) снижается содержание серотонина. То же самое происходит и при повышении уровня норадреналина, возбуждающего медиатора симпатической нервной системы. Серотонин облегчает двигательную активность путём воздействия на ионотропные и метаботропные рецепторы.

Практика применения препаратов, влияющих на активность серотонина, например ингибиторов их обратного захвата, показывает несколько положительных эффектов. Во-первых, повышение воздействия серотонина наряду с антидепрессивным эффектом практически всегда снижает проявление логофобии и социофобии. Во-вторых, в ряде случаев это вызывает значительное снижение выраженности речевых судорог благодаря облегчению двигательной активности.

Подробный механизм действия серотонина, кроме влияния на подкорковые отделы мозга и на базальные ганглии, включает в себя активацию множества других механизмов нервной регуляции. Следует отдельно отметить влияние серотонина на нигростиарный путь, который является одним из основных дофаминергических путей нервной регуляции. Нигростриарный путь задействован в двигательном отделе базальных ядер и принимает участие в инициации двигательной активности. Примечательно, что с регуляцией активности серотонина в нигростриарном пути связывают эффект снижения заикания при применении MDMA.

При заикании могут быть эффективны препараты, снижающие обратный нейрональный захват серотонина - антидепрессанты: Азафен, Сиозам, Флуоксетин.






Дополнительные исследования заикания

На самом деле помимо перечисленных путей нервной регуляции здесь участвуют многие другие рецепторы и медиаторы. Например, непосредственное воздействие на потенциал-зависимые натриевые каналы может влиять на активность мембран, изменяя проводимость для ионов калия – а это влияет на судорожную активность.

Причем следует учитывать, что разные отделы головного мозга могут регулироваться определенными типами, подтипами и семействами ГАМК, глутаматных NMDA, дофаминовых, серотониновых и прочих рецепторов. А если сюда еще добавить то, что у каждого заикающегося может быть больше нарушен тот или иной путь передачи или регуляции нервных импульсов, то получаем множество типов заикания и индивидуальную картину его течения в каждом случае. Именно поэтому необходим индивидуальный подбор препаратов, дозировок и продолжительности лечения.

Проводились исследования, целью которых было измерение потенциала возбуждения речевых мышц, который возникает непосредственно в момент заикания на определенном звуке. Исследования проводились путем имплантации электродов в голосовые связки и другие речевые мышцы, которые смогли бы измерить характеристику процессов поляризации и деполяризации. Выяснилось, например, что в момент заикания происходит одновременная передача тормозных и возбуждающих нервных импульсов к одной и той же мышце. То есть при заикании отдельно взятая мышца речевого аппарата одновременно получает сигнал и к возбуждению, и к торможению. Результат такого воздействия предсказуем и очевиден.

Как мы уже отмечали, по некоторым данным Флуоксетин может индуцировать обратимое заикание у тех, кто никогда не заикался – тот же самый эффект наблюдается и с препаратом Алпразолам, который также применяется для лечения заикания. Причем в обоих случаях проводились дополнительные исследования, которые подтвердили этот побочный эффект и исключили влияние перевозбуждения или тревожности на его возникновения. То же самое, кстати, иногда наблюдается и при употреблении высоких доз MDMA. То есть это происходит исключительно ввиду изменения работы определенных рецепторов и нейромедиаторов. Это значит, что хоть на данный момент полная картина участия нейромедиаторов в формировании заикания точно не известна, нарушение их баланса достоверно имеет ведущее значение в патогенезе этого заболевания.

Феномен заикания, а также широкий масштаб махинаций и мошенничества в сфере его лечения связан с тем, что, не смотря на сложный патогенез заикания, в котором участвует множество нейромедиаторных систем центральной нервной системы, организм человека в ряде случаев способен к саморегуляции и восстановлению баланса функциональных систем мозга, связанных с заиканием. С другой стороны, в этом заключается и объяснение эффективности психотерапии, гипноза и возможности самолечения заикания.



При составлении статьи использована информация:

  • Neuroreport. Increased dopamine activity associated with stuttering. Wu JC, Maguire G, Riley G, Lee A, Keator D, Tang C, Fallon J, Najafi A. Department of Psychiatry, University of California, Irvine, 92697, USA.
  • J Commun Disord. 2004. Stuttering and the basal ganglia circuits: a critical review of possible relations. Alm PA. Department of Clinical Neuroscience, Lund University, Lund, Sweden. per.alm@psykiatr.lu.se
  • Serrien, DJ, Strens, LH, Oliveiero, A. and Brown, P (2002). "Repetitive transcranial magnetic stimulation of the supplementary motor area (SMA) degrades bimanual movement control in humans". Neurosci. Lett
  • Watkins, RV, Yairi, E, & Ambrose, NG (1999). Early childhood stuttering III. J Speech Lang Hear Res, 42, 1125-35.
  • Watkins, K, Davis, M, & Howell, P (2005). Brain activity during altered auditory feedback. Paper at the Oxford Dysfluency Conference 2005, Oxford.
  • Sommer, M et al. (2002). Disconnection of speech-relevant brain areas ... Lancet, 360, 380-3.
  • Alm, PA (2005). On the causal mechanisms of stuttering. Doctoral thesis. Dept. of Clinical Neuroscience, Lund University, Sweden.
  • Caruso, AJ. Neuromotor processes underlying stuttering. In Peters et al. Speech motor control and stuttering.
  • Foundas, AL et al. (2001). Anomalous anatomy of speech-language areas. Neurology.
  • Goldberg, G. Microgenetic theory and the dual premotor systems hypothesis. In Hanlon Cognitive microgenesis (32-52).
  • Molt LF (1999). The basal ganglia's possible role in stuttering. Proc. 2nd Internat. Stuttering Awareness Day.
  • Bymaster, Frank; Zhang, Wei; Carter, Petra; Shaw, Janice; Chernet, Eyassu; Phebus, Lee; Wong, David; Perry, Kenneth. "Fluoxetine, but not other selective serotonin uptake inhibitors, increases norepinephrine and dopamine extracellular levels in prefrontal cortex via serotonin type 2C antagonism.". Psychopharmacology.


Комментарии:

avatar
0
1
Спасибо за информацию!
avatar