Невродефицити у деца с дислексия, смекчена с поведенческо лечение: Доказателства от функционален ЯМР

Резюме

Дислексия на развитието, характеризираща се с необяснимо затруднение при четене, се свързва с поведенчески трудности при фонологичната обработка. Функционални неврообразни изследвания са показали дефицит на нервни механизми, съществени за фонологичната обработка при деца и възрастни с дислексия.

Доказателства от функционален ЯМР

Настоящото проучване изследва дали поведенческо лечение облекчава тези функционални нервни механизми у деца с дислексия. Била направена функционална ядрено-магнитна образност на 20 деца с дислексия (8 – 12 годишна възраст) по време на фонологична обработка преди и след лечебна програма, фокусирана върху слуховата обработка и устно езиково обучение. Поведенчески обучението подобрило резултатите при устна реч и четене. Физиологически децата с дислексия показали повишена дейност в много зони на мозъка. Нарастванията се случвали в лявата темпорално-париетална кора и лява долна челна мозъчна гънка, което води до активиране на мозъка в тези региони, по-близо това, което се среща при нормално четящи деца. Повишена активност се наблюдавала също в челните и темпорални региони на дясно полукълбо и в предна цингуларната гънка. Деца с дислексия показали връзка между силата на повишена активация в лява темпорално-париетална кора и подобрението на способността за устно използване на езика. Тези резултати предполагат, че частично лечение на дефицитите при обработка на езика, водещо до подобрено четене, облекчава нарушената функция в мозъчните региони, свързани с фонологична обработка и произвежда допълнителна компенсаторна активация в други региони на мозъка.

Съдържание

  • Резюме
  • Методи
    • Субекти
    • Поведенческо лечение
  • Резултати
    • Поведенчески резултати
    • Резултати от фЯМР
  • Обсъждане
    • Нормализирани ефекти от лечение
    • Ефекти на „Компенсиране” от лечение
    • Връзки с поведенчески подобрения
    • Ограничения и бъдещи посоки
  • Заключения

Дислексия на развитието е нарушение, което се определя като затруднение при четене у хора, които притежават интелигентността, мотивацията и образованието, необходими за да четат. Нейното преобладаване се оценява между 5% и 17% (1). Зараждащ се консенсус е това, че дислексия на развитието се характеризира със затруднения при обработката на езика. Тези затруднения са основно на нивото на фонологична обработка на речеви звуци, особено фонологично осъзнаване, което е способността да се разпознават и да се борави със звуковата структура на думите (2). Умения като римуване, преброяване на срички и произнасяне на псевдо-думи изискват фонологично осъзнаване и са умения, които често са увредени при хората с дислексия (3,4).

В допълнение към поведенческите дефицити при фонологична обработка, изследвания на функцията на мозъка са показали невродефицит при дислексия по време на фонологична обработка (5). Хора с дислексия са понижили активността (в сравнение с контролни групи) в лява темпорално-париетална кора по време на фонологична обработка. Този нарушен неврологичен отговор е показан в множество проучвания (5), с различни методологии [позитронно-емисионна томография (ПЕТ; виж 6-10) и функционален ЯМР (фЯМР; виж 11)], с различни методи на анализ [Статистическа оценка на параметрите на целия мозък (SPM; виж 6-8 и 12) и регион, представляващ интерес (ROI; виж 9-11)] при множество задачи [римуване на букви (7, 11), обработване на псевдо-думи (6, 8, 10, 11) и явни и имплицитни (6,8) задачи], на различни нива на способности [уравновесена (6-8) и силна дислексия], и на различни езици (8). Резултатите по-горе първоначално били съобщени при възрастни хора, което ги правило несигурни относно това дали отразяват първоначално нарушение или дългосрочна компенсация. Това смущение обаче се среща и при деца с дислексия (12, 13), което предполага, че е основно за това разстройство.

Fast ForWord Reading

Това, което не е било известно, е степента до която това смущение при неутрален отговор, наблюдавано при дислексия, може да бъде променено чрез лечение. Настоящото проучване е предназначено да разгледа неутралните ефекти от поведенческото лечение. Целта била да се определи дали лечението при деца с дислексия би могло да промени техния прекъснат неутрален отговор на фонологични изисквания.

Двадесет деца с дислексия (8-12 годишни) преминали фЯМР и поведенческо изпитване преди и след 8-седмична програма на лечение (Fast ForWord Language; виж 14 и 15). Двадесет нормално четящи деца преминали два фЯМР и изпитни сесии през ≈ 8 седмици. Тези деца не преминали през лечение и служили като контролна група за промените в мозъчната функция, свързани с преминаване през процеса на образност два пъти, ефекта от упражненията, нормално развитие през период от 2 месеца, всички други фактори, не свързани с лечение.

Лечителната програма (виж Методи), налична в търговската мрежа програма, използвана в редица училища и клиники, се фокусира върху изграждането слухова обработка и важни за четенето умения за устно използване на езика. Програмата обучава субекти като използва седем компютърно-базирани обучителни упражнения, които подчертават различните аспекти на устния език, включително слухово внимание, дискриминация и памет, както и фонологична обработка и слушане с разбиране.

Ние предположихме, че след това лечение децата с дислексия биха показали подобрение както в обработката на езика и в способността за четене, така и във функцията на мозъка. Промените във функциите на мозъка биха могли да са както нормализиращи, така и компенсаторни. Децата с дислексия преди това показвали отсъствие на активация в лява темпорално-париетална кора, която присъствала при нормално четящи деца, когато извършвали фонологична задача (12).

Таблица 1. Характеристики на субекта

WJ-RMT, Тест за умения при четене на Уудкок-Джонсън; CELF – Клинична оценка на езиковите основи; CTOPP – Всестранен тест за разбиране на фонологичната обработка.

Предположихме, че след лечение, лява темпорално-париетална кора при тези деца би показала повишена активност по време на фонологична обработка, което довело дейността на този регион по-близо до нормално функциониращ. В допълнение към този „нормализиращ” ефект от лечението, предположихме, че би имало промени във функцията на мозъка в региони, които обикновено не са нормално активни по време на фонологична обработка (компенсаторен ефект), особено в дясно полукълбо хомолози на езиковите зони в ляво полукълбо. Предишно изследване на възстановяване на функцията след мозъчно нараняване е показало, че в лицето на нараняване на ляво полукълбо, дясното полукълбо може да повиши своята дейност по компенсаторен начин (16 – 18). Понеже подозирахме, че лечението може само частично да облекчи прекъсванията в ляво полукълбо, беше предположено, че ще се наблюдава компенсаторен ефект от дясно полукълбо. В допълнение предположихме повишения в мозъчните региони, участващи при вниманието и паметта, преден цингуларна гънка (19) и хипокампална кора (20), съответно. Ние нямахме определена хипотеза за възможни промени в лява челна езикова зона. Тези деца с дислексия по-рано са показвали активация в лява челна кора по време на фонологична обработка (12), но тяхното активиране било локализирано по-напред и медиално от нормално четящи деца. Обаче съобщенията варират по отношение на леви фронтални смущения при дислексия, затова не било ясно дали разликите, които наблюдавахме в ляво челно местоположение, били основни за дислексия или дали биха били повлияни от лечение.

Методи

Субекти

Научни методи

Субекти, подклас на тези, описани (12), били говорещи само английски език и информирани (с родителите им) за техните права преди участие в процедури, одобрени от Станфордския панел за хора-участници субекти в медицински проучвания. Всички деца били психически здрави и без неврологични заболявания, наранявания на главата и психиатрични разстройства. Контролната група деца и деца с дислексия (Таблица 1) били на възраст между 8 – 12 години и били подбрани по възраст, пол, водеща ръка при писане, и невербално IQ (Block Design под-тест на теста за интелигентност на Уешлър за деца-III степен). Групата с дислексия имала среден резултат по скалата на ревизирания тест за умения при четене на Уудкок-Джонсън (WJRMT-R; AGS Publishing, Circle Pines, MN) под-тестове Word Attack или Word Identification с < 85 (стандартен резултат = 100, SD (стандартно отклонение) = 15). Резултатите от четенето също така включвали под-теста Passage Comprehension на WJRMT-R. Езикът бил измерен с помощта на Клинична оценка на езиковите основи -3 (CELF-3; Физиологична корпорация, Сан Антонио, Тексас). Под-тестът Rapid Naming от общия тест за фонологична обработка (CTOPP; Pro-Ed, Austin, TX) също бил даден.

Поведенческо лечение

Fast ForWord Language

Fast ForWord Language (Scientific Learning Corporation, Oakland, CA) е компютъризирана програма, съставена от седем адаптивни упражнения, предназначени да подобрят слуховата и езикова обработка, която използва нелингвистично и звуково модифицирана лингвистична реч (бързите честотни преходи в речта биват забавени и усилени). Седемте упражнения са както следва. Circus Sequence (Кръгова последователност) включва дискриминация между последователности от две кратки последователни звукови честотни шаблона, които са разделени от точно определен междустимулен интервал. Old MacDonald’s Flying Farm (Летящата ферма на стария МакДоналд) включва различаване на звукови промени на отделни фонеми. Phoneme Identification (Идентифициране на фонеми) включва идентифицирането на определени фонеми от серия стимулни двойки съгласна-гласна (CV) и гласна-съгасна-гласна (VCV). Phonic Match (Фонетично съответствие) включва напасване на съгласни-гласни в думи с проста структура. Phonic Word (Фонична дума) включва различаване между думите, които се различават само по първата или последната гласна чрез идентифициране, коя от двете снимки представлява целева дума. Block Commander включва следните инструкции за повишаване на дължината и/или граматическата сложност. Language Comprehension Builder, основаващ се на всеобхватната езикова оценка на Къртис-Ямада, включва различаване на 40 класа граматически структури и правила. Децата се обучавали по упражненията в продължение на 100 минути на ден, 5 дни на седмица, за средно 27.9 дни на обучение.

Експерименталната процедура и анализ FMRI. FMRI стимулите, задачите и образните процедури били съгласно описаното в (12). Снимките от скенера педи и след обучението включвали идентични задачи и придобиване на образ както за групата с дислексия, така и за контролната група. Субектите изпълнили три задачи в блок. За задачата за фонологична обработка, ‘‘Rhyme Letters,’’ за всеки опит децата виждали по две букви и били инструктирани да натиснат бутон, ако названията на буквите се римували помежду си (напр. „T” (ти) и „D” (ди) се римуват, „G” (джи) и „K” (кей) не се римуват). За нефонологичната задача „Match Letters”, която също включвала гледане на букви, децата натискали бутон, ако двете букви били идентични (напр. „P” и „P”). За задачи, които не се основават на букви, „Match Lines” децата натискали бутон, ако две линии били с еднаква ориентация. Като сравняваме „Rhyme Letters” с „Match Letters” ние изследвахме мозъчната дейност поради фонологичните изисквания на задачата за рими, по-скоро от ортографичната обработка на буквите или други изисквания на задачата. Всеки опит бил по 3.2 секунди; имало пет опита плюс инструкции за блок, шест блока за всяко условие и обща продължителност на сканирането от 4.5 минути.

Образната диагностика била извършвана с 3T Signa LX (GE Medical Systems). Локализатор: градиент ехо, 1 ехо, ехо време (TE) = 9.0, време на повторение (TR) = 50, завъртане = 30, 256 х 128, поле на изгледа (FOV) = 24 см, пет разреза на короната, 5 мм, 2.5 мм прескачане, сканиране = 19 секунди. SPGR: 3D бързо SPGR, 1 ехо, TE = мин, завъртане = 15, 256 х 192, FOV = 24 см, 128 сагитални разреза, 1.5 мм, 1 провисване, сканиране = 2 м 45 сек. Inplane (в равнина): T1 спин ехо, 1 ехо, TE MinFull, TR = 500 мс, 256 х 160, FOV = 24 см, 18 аксиални разреза, 6 мм дебели, 0 мм пропускане, сканиране = 2 м 16 сек. FMRI: T2* градиент ехо спирала (21), 1 промяна, TE = 30 мс, TR =1.5 сек, обръщане = 90, FOV 24 см, 64 х 64, 180 темпорални рамки.

Субектите били обездвижени с обездвижващи инструменти за гърба, изменени от инструменти, използвани при спешен отговор (легло за главата, изделие за обездвижване на врата, Laerdal Medical Corp, Wappinger Falls, NY) и лента за брада. Била използвана корекция на движението със средноквадратична стойност във всичките три посоки и времеви точки, за да се генерира оценка на движението. Движението било минимално, и нямало значителни разлики между децата с дислексия (0.4 мм) и контролната група (0.3 мм) или между първите (0.4 мм) и вторите (0.3 мм) сканирания. Предварителната обработка и анализ били извършени основно с SPM 99 (Приемно отделение по когнитивна неврология, Лондонски университетски колеж) и включвала корекция на движението с помощта на AIR V.3.0 (22) и изравняване (Гаусов филтър = 8 мм FWHM). Бил направен индивидуален анализ с помощта на общ линеен модел (23) върху не-нормализирани данни (модел на фиксирани ефекти, високо пропусклив филтър = 108 сек., ниско пропусклив филтър = hrf, глобално мащабиране). SPGR било нормализирано до T1 шаблон (MN1305 стереотаксично пространство) при SPM 99 и след това използвано като шаблон за да се нормализира анатомията в равнината (синхронизиращи интерполации, 2-мм воксела, с помощта на 12 нелинейни повторения). Контрастните образи за всеки субект били нормализирани (три линейно повторение, 1 х 1 х 1-мм воксела) с помощта на параметрите от нормализирането в равнината. Бил направен групов анализ за всяка група (контролна и с дислексия) за всяко време за сканиране (преди и след) с анализ на случайните ефекти (24). Бяха анализирани ефектите от обучението посредством случайни ефекти, групиран по двойки t тест анализ за контролната група (12 двойки) и тази с дислексия (20 двойки) посредством използване на всеки контрастен образ на субекта (рима, сравнена с буквите за напасване) преди обучение и след обучение. Била направена маска, която изключвала всички региони, които показвали промяна в контролната група (P < 0.01, праг от 20-воксела) и приложена на двойките t тест на групата с дислексия. Всички съобщени промени в групата с дислексия следователно са в региони, които не показали промяна в контролната група.

Таблица 2. Поведенчески мерки при четенето и езика

Обхватът е даден в скоби: T-стат за t тест по двойки. P стойност: една, специално пригодена за децата с дислексия, две специално пригодени за контролната група. WJ-RMT, Тест за умения при четене на Уудкок-Джонсън; CELF, Всеобхватна оценка на езиковите основи

Левият темпорално-париетален регион, представляващ интерес бил определен чрез създаване на сфера, която обхващала лявата зона на Бродман (BA) 39, центрирана при координати MNI – 54, 16, 18, радиус 10 мм. Други региони, представляващи интерес били определени функционално чрез използване на определени сфери, обхващащи всеки от регионите, които показвали група ефекти от обучението [l долна челна (r =6.2 мм при Талайрах, -61, -6, 13); r прекунеус (r = 13 мм при 12, -64, 11); r средно темпорален (r =55 мм при 47, -61, 13); r слухова кора (r = 8 мм при 37, -38, 13); r челен (r = 10 мм при 30, 20, 14); и l хипокампална гънка (r = 5 мм при -12, -43, -5)]. Нормализирани контрастни образи били разгледани, за да се извлекат оценки за параметрите от множествената регресия за всеки субект.

Резултати

Поведенчески резултати

Невропластичността, известна също като мозъчна пластичност

Децата с дислексия подобрили значително способността за четене, съгласно измереното с тестовете от реално четене на думи (Word Identification), декодиране на псевдо-думи (измерване на фонологично осъзнаване) (Word Attack) и разбиране на откъс (Таблица 2. Подобренията при тези три теста повишили резултатите на групата с дислексия в нормален обхват (>85). Децата с дислексия също така подобрили способността си за устно използване на езика и бързо назоваване. Степента на подобрение била значителна измерена чрез t тестове за всеки тест (Таблица 2). Обаче имало индивидуална променливост в степента на подобрение. За четенето (измерено с комбиниран основен резултат при четене) едно дете имало <0, а осем деца имали <5 точки подобрение. За Езиковата способност (измерена с комбиниран Общ езиков резултат) пет деца имали близо до или <0 и пет деца имали близо до 5 точки подобрение. Не можахме да определим какви фактори били надеждни прогнозни индикатори на степента подобрение. Нито групата с дислексия нито контролната група показали промяна в резултатите от задачата за римуване на букви, извършвана по време на фЯМР (процент на точност: с дислексия: преди обучение =71.2, след обучение 76.0, Р>0.1; контролна: преди обучение = 83.1, след обучение =84.1).

Резултати от фЯМР

Анализ на целия мозък, направен за да се определят регионите на мозъка, които показали по-голяма дейност за римуване (срещу съответствие) на букви след (в сравнение с преди) лечение, показал, че децата с дислексия повишили активността в редица мозъчни региони (Таблица 3; и вижте Фигура 1). Повишена дейност след лечение била наблюдавана в темпорално-париетална кора на ляво полукълбо и долна челна гънка, и двата региона, които показали дейност при нормално четящите деца, извършващи таза задача. Повишения се наблюдавали също така и в мозъчните зони, които не били активно при нормално четящите деца, които извършвали тази задача, включително дясна долна, средна и горна челна гънка и средна темпорална гъна. Други региони показващи повишена дейност след лечение били билатералните цингуларни гънки, лява хипокампална гънка, лява долна темпорална гънка, лява лингвална гънка, десен прекунеус/задна цингула, дясна париетално-оксипитална гънка и билатерален таламус.

Таблица 3. Мозъчни региони показващи повишена активност при деца с дислексия след лечение

 

Левият темпорално-париетален регион, който показал повишена активност след лечение бил близо до (1.85 см отдалечени фокуси), но не припокриващ темпорално-париеталния регион, който се показал, при същите тези деца, като недостатъчно активиран (12) в сравнение с контролната група. Бил направен анализ на регионите, които ни интересуват, с помощта на представляващ интерес регион, който обхващал лява темпорално-париетална кора и бил показал различия между групата с дислексия и контролната група и който бил показал повишена дейност при групата с дислексия след обучение. Този анализ показал положително съотношение между повишение в способността за устна употреба на езика (CELF-3 общ език) и повишение в активирането в лява темпорално-париетална кора (r = 0.41, P = 0.03) (Фигура 2). Повишението на дейността в този регион, представляващ интерес, също така било свързано с подобрение на обучителното упражнение Phonic Word (фонична дума) от програмата Fast ForWord Language (r = 0.58, P = 0.012). Phonic Word изисква детето да различи между произнесени думи, които се различават само по първата или последната съгласна. Не била открита връзка между повишената дейност в този регион, представлява интерес, и подобрените резултати от тестовете а четене.

Левият доен челен регион, който показал повишена дейност след лечение при деца с дислексия, бил напълно припокриващ се с лявата долна челна дейност, видяна при контролната група от нормално четящите деца, изпълняващи тази задача. По-рано (12), бяхме наблюдавали дейността в ляв долен челен регион при нормално четящи деца като по-задна от тази при децата с дислексия, обхващаща части от BA 6 и 44 (Фигура 1A). След лечение децата с дислексия показали повишена дейност в тази по-задна част на долна челна гънка (Фигура 1B). Нямало значителна връзка с поведенческите подобрения и повишена дейност в този регион.

Били създадени функционални региони, представляващи интерес, за пет други региони, които показали повишение в дейността след обучение. Значителна връзка била открита между подобрение на измерването на фонологичното обработване (Blending Words (смесване на думи) под-тест на CTOPP) и повишена дейност след лечение в десен долен челен регион (r = 0.43, P = 0.04). Не били наблюдавани други връзки между повишенията в мозъчната дейност и подобренията в четенето или езика.

А. Деца без лечение

Нормално четящи деца докато римуват

Четящи деца с дислексия, докато римуват преди лечение

Б. Деца с дислексия – повишения след лечение

Десен – Ляв

Фигура 1. Неврални ефекти от лечение при деца с дислексия на развитието. (А) Активации в ляво полукълбо при контролна група деца и деца с дислексия, показани по време на римуване (в сравнение със съпоставяне) на букви (Р<0.025, праг от 20-воксела; виж 12). (Б) Мозъчни зони, които показват повишена дейност по време на фонологична обработка в групата с дислексия след лечение. Показани при Р<0.01, праг от 20-воксела. Черните кръгове подчертават ляв темпорално-париетален регион, който е нарушен при деца с дислексия и засегнати от лечение. Лилавите кръгове подчертават, че левия фронтален регион, който е активен при децата от контролната група и е засегнат от лечението при деца с дислексия.

Обсъждане

Доколкото ни е известно, това проучване е първото фЯМР изследване, което показва промените в мозъчната функция при деца с дислексия след лечение. Лечението довело до подобрени езикови резултати и резултати при четене и повишена активация в множество мозъчни региони по време на фонологично обработване.

Нервните ефекти от лечението се появили както в мозъчните зони, които обикновено участвали във фонологичното обработване (но са нефункционални при дислексия) и други региони, които обикновено не се активират по време на фонологично обработване. В допълнение децата с дислексия показали взаимоотношение между количеството подобрение в устния език и степента на повишение в лява темпорално-париетална кора. Предишни изследвания демонстрирали пластичност при деца с увредено четене при употреба на електрфизиологични (25, 26) или магнетоенцефалографични (27) измервания. Настоящото проучване, с употреба на фЯМР показва местоположението на тази пластичност в мозъка.

Нормализирани ефекти от лечение

Децата с дислексия показали повишена активност след лечение в мозъчните региони, които преди били недостатъчно активни у деца (и възрастни) с дислексия в сравнение с контролна група (5, 12). Тези повишения се наблюдават в лява тепорално-париетална кора и заден връх на лява долна челна гънка.

Лявата темпорално-париетална кора е показана като участваща в фонологичната обработка при деца и възрастни и като нарушена при деца и възрастни с дислексия по време на фонологична обработка (5, 12, 28–32). Ние предположихме, че лечение би смекчило този нарушен отговор. В подкрепа на това предположение имаше повишение в дейността на лява темпорално-париетална кора след обучение (Фигура 1). Повишената темпорално-париетална дейност била близо до, но не същата като фокуса на активиране, наблюдаван при нормално четяща контролна група деца, извършващи същата задача. Това повишение в лява темпорално-париетална дейност изглежда следователно че отразява частично, но не пълно подобрение на нарушения темпорално-париетален отговор. Лявата долна челна гънка е показана като участваща във фонологичната обработка при деца и възрастни (28, 31, 32). Преди лечение децата с дислексия показали активност в лява долна челна гънка, но на различно място, от това при нормално четящите деца, извършващи същата задача (12). След лечение тези деца показали повишена дейност в участъка на лява долна челна гънка, активирана от децата от контролната група, извършващи тази задача. Не сме правили определени предположения относно ефектите от лечение в този регион поради противоречащи предишни резултати относно лява челна нарушена функция при дислексия [повишена дейност при хора с дислексия (6, 11, 12), погрешно локализирано (12), и без разлика при хора с дислексия (7, 10)]. Тези резултати могат да отразят друг нормализиращ ефект от лечение; обаче ролята на левите челна езикови зони при дислексия трябва да бъдат изяснени, за да се интерпретират по цялостно промените в този регион след лечение.

Подобряване на езика и увеличаване на мозъчната функция

Фигура 2. Езиково подобрение и повишена мозъчна функция. Връзка между силата на промяната в лява темпорално-париетален регион, представляващ интерес (ВА 39) и подобрение в устния език (r=0.14, Р = 0.03). Ляв темпорално-париетален регион, представляващ интерес, обхванал зони в мозъка, които показали недостатъчна активация и повишения след обучение на деца с дислексия. Промяната в размера на ефекта е по вертикалната ос; промяна в общия езиков резултат (CELF-3) е по хоризонталната ос. Размерът на ефекта е премерена сума от оценките на параметъра от множествена регресия при разлика при римуване срещу съответствие преди и след обучение.
Оси: Промяна в лява темпорално-париетална дейност (размер на ефекта); Промяна в общия езиков резултат.

Ефекти на „Компенсиране” от лечение

В допълнение към гореспоменатите промени в мозъчната активност наблюдаване в региони, които обикновено участват във фонологичната обработка, деца с дислексия показали повишения след лечение в няколко мозъчни зони, които обикновено са активни по време на тази задача. Няколко региона в дясно полукълбо показало повишения в дейността след лечение, включително десни долни челни гънки и средна темпорална гънка. Тези резултати са съвместими с проучванията на възстановяване на функция след увреждане на ляво полукълбо, което показало повишена дейност в хомолозите в дясно полукълбо на леви езикови зони, свързани с подобрена езикова способност (16–18).

Няколко други региони са показали повишена дейност при деца с дислексия след лечение. Билатерална предна цингуларна гънка, регион свързан с повишено внимание (19) и недостиг при нарушения на вниманието (33), показали повишена дейност след лечение. Контролирането на вниманието било специално тренирано и това може да отрази подобрение на способността за внимание след лечение. Също така били наблюдавани промени в лява хипокампална гънка, регион свързан с паметта и способността да се формират асоциации (20), умения, върху които също така се наблегнало в програмата. Лявата долна темпорална гънка в зона, която някои изследователи са предположили, че са чувствителни на визуална обработка на думи (34), показали повишения след лечение. Повишение в тази зона може да отрази промени в начина по който деца с дислексия обработват визуално представени букви. Тази възможност в интересна понеже анализ на образуването на думи не се тренира в програмата, но чувайки звуците в думите се тренира. Дясна париетално-оксипитална гънка, лява лингвална гънка, прекунеус и билатерален таламус също показали значителни промени. Правдоподобно е много от тези компенсаторни активации в мозъчните региони, които обикновено не участват във фонологичната обработка да намалеят докато децата учат да четат по-добре и много от финалните промени в успешното лечение да покажат постоянно нормализиране на лява темпорално-париетална и фронтална зона, които обикновено участват във фонологичната обработка. Настоящото проучване разгледало незабавния ефект от обучение върху мозъчната функция и бъдещи проучвания ще трябва да прегледат дългосрочните ефекти от такова обучение.

Връзки с поведенчески подобрения

Лявата темпорално-париетална кора показала връзка между повишената дейност след лечение и подобрение в способността за устна употреба на езика и смесването на думи, измерване на фонологичното осъзнаване (Фигура 2). Тази програма не предоставя само по себе си обучение по четене, а предоставя обучение в умения за устно използване на езика. Подобренията в устното използване на езика и фонологичната обработка са свързани с подобрения на способността за четене и се смята, че спомагат за научаване на четене (2–4). Няколко източника на доказателства посочват, че визуалната ортография се очертава върху фонологичното знание в лява темпорално-париетална кора и че това очертаване е влошено у много деца с дислексия. По този начин е правдоподобно основната пряка първоначална полза от това обучение да лежи в повишената фонологична осведоменост, с ползи за четенето като вторична последица. Това обяснение може да отчита факта, че не била открита значителна връзка с подобрение на четенето. Тези резултати предполагат възможността тази програма за лечение да е променила зоните в мозъка, свързани със звуковата структура на езика, което от своя страна е довело до подобрен език и четене.

Ограничения и бъдещи посоки

Това проучване включвало една контролна група, група нормално четящи деца, които преминали през фЯМР сканиране два пъти. Използването на тази контролна група изключва всякакви възможни мозъчни промени, които биха могли да бъдат причинени от преминаване през фЯМР сканиране два пъти, практически ефекти, свързани с преминаване през задачите втори път и нормално развитие, което се случва при деца за период от 8 седмици.

Друга контролна група, която би била важно да бъде включена в бъдещо проучване, е необучена контролна група от деца с дислексия. Тази група би съпоставила по-отблизо експерименталната група с дислексия и би гарантирала, че всеки свързан с тест-ритест, практика или ефекти за развитието, които тук били контролирани с група нормално четящи деца не са различни у деца с дислексия. В това първоначално проучване не сме включили тази група, затова бихме могли да предложим програмата за лечение на всички от децата с дислексия. Бъдещи проучвания, използващи забавено въвеждане на група с дислексия биха сканирали децата два пъти преди лечение, за да се получи тази важна контрола, като в същото време все още предоставя програма за лечение на всички деца.

Друга бъдеща експериментална манипулация, която би служила за по-нататъшно изясняване на тези резултати би била експериментална група с дислексия, която преминава през различна обучителна програма (плацебо или друго лечение). Тази стъпка би била важна за определяне коя от промените в мозъчната функция, които наблюдавахме, може да бъде причинена от лечение като цяло и кои са причинени специално от тази програма на лечение. Настоящото проучване показало повишен неврологичен отговор след определената програма за лечение, Fast ForWord Language, която се фокусира върху слухова обработка и устна употреба на езика. Не е известно дали повишенията в мозъчната дейност, наблюдавани тук са уникални за тази програма за лечение. Може някои промени в мозъчната функция, наблюдавани тук, да са очевидни от всяка програма за лечение, която подобрява способността за четене, докато други промени биха доказали определено за вида лечение, което получава субекта. Това проучване, посредством подобрение на способността за четене, така и на повишената дейност в мозъчните зони, свързани с четенето и езика, подкрепя гледната точка, че слуховата обработка е важна за смущенията при четене. Обаче без директни сравнения с фонологично-базираните обучителни програми, това проучване не може да прави преки заявки за специфичността на промените в мозъчната функция, които наблюдавахме. Бъдеща работа, разглеждаща тези въпроси би била важна за определяне на това кои мозъчни промени са свързани с лечението като цяло и кои са свързани с определени програми за лечение.

И накрая тази програма за лечение както и повечето програми, проектирани да се насочат към езика и грамотността, има много компоненти, включително обучение за слухова обработка, обучение за фонологична обработка, обучение за внимание и памет и много други специфични когнитивни и социални процеси, които са манипулирани от програмата. Само от това проучване не става ясно кои определени компоненти на програмата за лечение до кои определени промени в мозъчната дейност може да водят. Има вероятност различни компоненти от програмата за лечение да водят до промени в различни мозъчни региони (например, промени в предна цингула може да отразяват обучение в механизми на внимание). Бъдещо проучване, което разбива тази и други обучителни програми на техните специфични компоненти, ще се насочи към тези важни въпроси.

Заключения

Това проучване показва няколко важни открития. Тези резултати показват първо, че е възможно да се визуализират промените в мозъчната функция след лечение с четене. Второ, тези резултати показали, че определена програма за лечение, Fast ForWord Language, довела до промени в мозъчната функция, които включват езикови региони е ляво полукълбо, хомолози в дясно полукълбо и редица други мозъчни зони, Някои от промените довели мозъчната функция на деца с дислексия по-близо до тази на срещана при нормално четящи деца, докато други промени изглеждали компенсаторни по своето естество. И накрая тези резултати показали, че често срещаната дисфункция на лява темпорално-париетална мозъчна функция при хора с дислексия (5) може да бъде поне частично смекчена чрез поведенческо лечение. Деца между 8 и 12 годишна възраст с дислексия могат да покажат повишена дейност в този регион след обучение и степента на повишение наблюдавана в този регион се свързвала със степента на подобрение на езиковите способности.

Благодарим на Фондация за деца Хаан, която помогна за финансирането на това проучване, Училище Чарлз Армстронг, от което дойдоха много от четящите деца с дислексия, и на децата и техните семейства, които участваха в проекта. E.T. беше частично финансирано от Медицински институт Хауард Хюс. S.L.M., P.T., и M.M.M. са съоснователи на Корпорацията за научно обучение, компания, която разработи обучителните програми Fast ForWord.

Източник: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Автори:

  • Elise Temple†‡, Gayle K. Deutsch§, Russell A. Poldrack¶, Steven L. Miller||, Paula Tallal||††, Michael M. Merzenich‡‡,
    и John D. E. Gabrieli†§
  • †Програма по Неврология и §Отдел по психология, Станфордски Университет, Станфорд, Калифорния 94305; ¶Отдел по психология, Калифорнийски Университет, Лос Анжелис, Калифорния 90210, ||Корпорация по научно обучение, Оукланд, Калифорния 94612; ††Център по молекулярна и поведенческа неврология, Университет Рутгерс, Нюарк, Ню Джърси 07102; и ††Център по интегративна неврология, Калифорнийски Университет, Сан Франциско, Калифорния 94143

С приноса на Michael M. Merzenich, 3 януари 2003г.

И още: