« Р А В Н О В Е С И Е »

ЦЕНТР ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ


Нейропсихологическая помощь

Консультирование

Психотерапия

4to

oz1

Понедельник, 02 Февраль 2015 22:43

FORBRAIN® признан Лучшим технологическим решением для Специальных Образовательных Нужд на Церемонии вручения Премий BETT Show

https://ru.forbrain.com/Y%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%88%D0%B5/bett-awards-2015-1

Данная статья является переводом.Ознакомиться с оригиналом можно на сайте Forbrain https://www.forbrain.com/learn-more/scientific-evaluation

Описание исследования  нейронных механизмов, лежащих в основе форбрейн-воздействий

Карлос Эсцера, профессор, директор Института изучения мозга, когнитивных способностей и поведения (IR3C)

Кафедра Психиатрии и Клинической психобиологии университета Барселоны.

 Carles Escera forbrain

Современенное состояние науки

Forbrain®- это простое в использовании устройство, которое снабжено костным проводником и серией динамических фильтров для получения обратной связи в виде собственного голоса в такой форме, которая улучшала бы его (голоса) восприятие и служила бы для оптимизации всех компонентов аудио-вокальной цепочки. Forbrain® считается продукцией, которая может улучшить речь и ее беглость, память, внимание, координацию и многие другие сенсорные функции, что в результате приводит к коррекции психологической (когнитивной)/эмоциональной сфер.

Использование костного проводника Forbrain® расширяет возможности манипулирования и предоставления стимулов, что обогащает акустическую среду. Через костный проводник (костные вибрации), звуковая волна поступает в среднее ухо, индуцирует базилярную мембрану и стимулирует улитку по такому же механизму, как и нормальная воздушная проводимость (Stenfeltetal., 2003). Таким образом, улитка, ее базилярная мембрана и кодировка звукового сигнала в нервный импульс – это проход - «горлышко бутылки» - через который звуки и костной и воздушной проводимости конвергируются на своем пути к центральной слуховой системе  (Stenfeltetal., 2003; 2005).  Если амплитуда и фаза определенного звука правильно настроена, то его сигнал от улитки  должен быть урегулирован. Этот путь уже был рассмотрен vonBékésy для  0.4 кГц у людей и последовательно повторен для людей и животных на частоте  0.1 - 15 кГц  (WeverandLawrence, 1954; Khannaetal., 1976).  Это важно, потому что благодаря динамическому фильтру производятся неожиданные, произвольные изменения в сигналах костной проводимости, которые могут в итоге со-настроиться со звуками воздушной проводимости или  измениться в те же самые звуки, что приводит к изменениям в звуковом сигнале, который в итоге передается улитке и оттуда –  центральной слуховой системе.

В данном исследовании предполагается, что Forbrain® действительно может производить пластичные изменения в центральной нервной системе, как минимум благодаря 2 независимым  1) активизации аудио-вокальной цепочки видоизмененными звуками речи и обогащение акустической среды для развития слуховой пластичности и 2) задействованию серии исполнительных механизмов контроля посредством внимания для совладания с  непроизвольными сигналами костной и воздушной проводимости. Исходом этих процессов может быть усиление механизмов контроля, что приведет к лучшей концентрации, стойкости внимания, улучшения оперативной памяти и способности фокусироваться.

В сравнении со многими другими методами реабилитации и развития коммуникативных навыков, языкового и когнитивного развития, Forbrain® имеет преимущество – список требований к пользователю очень мал: необходимо говорить вслух и следовать определенному режиму упражнений. Действительно, в то время, как другие методы требуют определенного уровня выполнения серии упражнений, которые структурированы по мере прогресса, упражнения с использованием Forbrain®  создаются мотивацией, ответственностью и желанием пользователя следовать тренировке без ограничений.  

Если «естественное» воздействие ожидаемого голоса через воздушный канал дополняется  «неестественной», дополнительной обратной связью посредством костной проводимости,  сенсорные предсказания, задействованные эфферентной копией, корректируют сенсорное ожидание, создавая его нужную модель. Такая корректировка требует дополнительной активации внимания, поскольку слуховая  система идентифицирует «неестественный» поступающий сигнал как «незнакомый», «редкий», «неожиданный». Соответственно, происходит переключение внимания на эти сигналы (Esceraetal., 1998).

Таким образов, в условиях обратной связи посредством костной проводимости, можно ожидать включения слуховой системы в режим постоянной активизации из-за характера новизны и неожиданности поступающих стимулов. Этим обеспечивается высокий уровень внимания.

Аудио-вокальная цепочка

Установлено, что  слуховая зона коры головного мозга может поддаваться пластичным изменениям в ответ на значимые звуки  (Fritzetal., 2005; Nelken, 2009), например как те, что обусловлены наказанием или поощрением (в экспериментах на животных). Важным для развития пластичности является  поведенческая значимость стимулов. Основным  примером такого свойства слуховой системы служит мозг музыкантов, который демонстрирует множество функциональных и анатомических изменений по сравнению с людьми другой профессии. Кроме этого, аудио пластичность развивается не только при условии активности. Например, Эггермонт (Eggermont) и его коллеги показали, что  длительное подвергание кошек звуковым воздействиям вызывает масштабную реорганизацию тонотопической карты слуховых зон коры головного мозга  (Noreñaetal., 2006; PienkowskiandEggermont, 2012). У людей же, мозговая пластичность может быть достигнута пассивным прослушивание музыки (1 час в день в течение месяца, выбор музыки по предпочтениям пользователей). Так, пациенты, поправившиеся после инсульта (Särkämoetal., 2008), по завершению таких процедур продемонстрировали улучшение вербальной памяти, внимания и нескольких параметров эмоциональной сферы, которые сохранились даже спустя 6 месяцев после воздействия.

Зоны мозга, отвечающие за речь, включают в себя зону Брока в заднелобном отделе левого полушария и зону Вернике в заднем отделе верхней височной извилины. Есть так же особенная зона, связанная со слуховым восприятием, в задневисочных отделах левого полушария, которая задействована в продуцирование речи, так называемая Spt зона  (Sylvianparietaltemporal) (Hickoketal., 2000, 2003). Spt активируется во время пассивного восприятии речи (Buschbaumetal, 2001, 2005), и она коррелирует с анатомическим участком, содействующим с зоной Брока - покрышечной частью нижней лобной извилины  (Hickoketal., 2011).  Таким образом, находясь в сердцевине аудиторной и моторной зон, Spt считается центром сенсомоторной интеграции речевых процессов (Hickoketal., 2010) и задействована в процессы контроля речевого воспроизведения обратной связью. Предполагается, что Spt зона работает как контрольный пункт по регулированию поступающих сигналов. (Hickoketal., 2010).

Механизмы контроля вниманием

Корректировка модели сенсорного ожидания требует активации процессов внимания, поскольку слуховая система определяет поступающее от костного проводника воздействие как «чужое, разрушающее» (Esceraetal., 1998). Есть большое количество свидетельств того, что именно новизна и неожиданность стимула провоцирует непроизвольное переключение внимания на поступающий сигнал, что приводит к подстройке,  регулировке мозговой активности( 2000; EsceraandCorral, 2007). Происходит отвлечение на поступающий стимул. Более того, в дополнение к отвлечению, аудио система также может справиться с раздражителями, легко перенаправив внимание назад к выполнению задания после временного переключения внимания (Esceraetal., 2001; SchrögerandWolff, 1998; seeEsceraandCorral, 2007). Финальным итогом всех этих переключений внимания туда и назад во время слушания становится общее улучшение способности контроля, что позволяет легче справиться с раздражителями и лучше фокусироваться.

Активация нейронной цепи может быть видна благодаря выдержке из записей соответствующих потенциалов мозга на ЭЭГ. Показатели вызванных потенциалов (Distractionpotential; смотри рисунок 1) отражают 3 успешных уровня в непроизвольном внимании:  негативность рассогласования (MMN) (Esceraetal., 1998); потенциал novelty Р3, отражающий эффективную ориентацию внимания на выявленный звук (Esceraetal., 1998),  и негативность переориентации (RON)  (SchrögerandWolff, 1998; Esceraetal., 2001). Помимо этого, метод вызванных потенциалов дает возможность увидеть взаимосвязь между процессами внимания, активированными внешними и внутренними стимулами. Как говорилось выше, Forbrain® стимулирует значительную активацию непроизвольного контроля внимания, и запись вызванных потенциалов процессов внимания обеспечивает беспрецедентные основания для оценки принципов действия Forbrain®.

escera graph2                                                                                        

Рисунок 1. Слева - Мозговые потенциалы: ответ на стандартный, чужой и новый стимул во время выполнения задания с опорой на зрительный анализатор с игнорирование слуховых стимулов. Слева – Вычитание звуковых волн (чужой и новый стимул минус стандартный). 

Потенциальная сфера интереса: восприятие речи на фоне шума

Восприятие речи является естественной функцией для большинства людей. Пребывании в нормальной среде, как например, шумные улицы города, кафе, социальные события и даже школьный класс, предполагает так называемое восприятие речи при фоновом шуме.  Дети, особенно те, у кого есть проблемы с обучением,  и взрослые чувствуют воздействие шума на восприятие речи (Bradlowetal., 2003; Ziegleretal., 2005; Kimetal., 2006). Эти сложности могут присутствовать даже при наличии нормальной аудиометрии, учитывая тот факт, что предполагаемые сложности возникают от дефицитарности центральный слуховых механизмов (AndersonandKraus, 2010). Следовательно, было предположено, что некоторые сложности в обучении у детей будут приводить к  дефициту исключения шума ребенком при восприятии речи (Sperlingetal., 2005; Ziegleretal., 2009).

Восприятие речи в шуме – это комплекс заданий, предполагающих взаимодействие между сенсорными и когнитивными процессами. Для того чтобы идентифицировать ключевой звук из фонового шума,  слуховая система для начала должна сформировать слуховой  образ-цель. Голос говорящего определен слуховой группировкой критических акустических свойств как основная частота (F0),  совокупность стимулов, определяющих вокальный диапазон, обозначенный  как H2. Исследования показали, что кодирование поступающих звуков происходит с задержкой и с ослаблением сигнала, когда звук получен в условиях шума (Рисунок 2) (результаты получены на основе анализа записей активности мозга – FrequencyFollowingResponse) (Cunninghametal., 2001; AndersonandKraus, 2010). Более того, последние исследования показали, что разные программы могут способствовать улучшению восприятия речи в условиях шума (AndersonandKraus, 2013; Kraus, 2012).  Так, Forbrain® служит очень мощным средством для стимулирования необходимых изменений пластичности слухового восприятия, и в результате – улучшения восприятия речи в условиях шума.

escera graph

Рисунок 2. TheFrequencyFollowingResponse (FFR) (A) и  соответствующие спектра компоненты для  /ba/, /wa/1, /wa/2, /wa/3, /wa/4  стимулов, представленных с одинаковой вероятностью с одинаковой последовательностью.

A) Отмечается значительное увеличения ответа на двух промежутках (18-22 миллисекунды и 27-31 миллисекунды) переход  F1 и  F2 отмечается для слога  /ba/ по сравнению с /wa/1 слогом (´*´, p<0.05).

Б) Амплитуде H2 следует возрастание длительности перехода форманты. Это можно считать биологическим маркером кодировки данной характеристики звука мозгом.

 

АНОНСЫ