Geum.ru

Субъективные проблемы проведения

Вид материалаДокументы

Содержание


Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН
ЧОУ ВПО Санкт-Петербургский институт психологии и акмеологии
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

НАРУШЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ КОГНИТИВНЫХ ФУНКЦИЙ У ДЕТЕЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЦИТОКИНОВ

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН,1

ЧОУ ВПО Санкт-Петербургский институт психологии и акмеологии2

ГНЦ ГНИИ особо чистых биопрепаратов3

г. Санкт-Петербург

Нарушения внимания, памяти, импульсивность и повышенная стресс-реактивность, часто проявляются у детей-школьников, перенесших перинатальную гипоксию, родовые травмы, инфекционные и аллергические заболевания в раннем возрасте. Общим механизмом этих патологических состояний является высокая продукция провоспалительных цитокинов – интерлейкина-1β (ИЛ-1β) и фактора некроза опухоли альфа (ФНО). Экспрессируемые активированными иммунными и нервными клетками, играющие ключевую роль в иммунных реакциях, эти цитокины рассматриваются как основные посредники нейро-иммунных взаимодействий. Целью данной работы явилось изучение в эксперименте на животных нарушений когнитивных функций, возникающих в подростковом и взрослом возрасте вследствие повышения уровня провоспалительных цитокинов в раннем постнатальном онтогенезе.

Работа выполнена на крысах самцах Вистар, которым вводили ИЛ-1β, ФНО либо апирогенный физиологический раствор в течение первых недель жизни. Курсовое введение ИЛ-1β в пирогенной или субпирогенной дозах в период 1, 2 или 3 недели жизни крысят приводило к частой смене поведенческих актов, реорганизации двигательной и нарушению исследовательской активности (тестирование в "Открытом поле" в возрасте 45 дней), а также к снижению тревожности в тесте "Приподнятый крестообразный лабиринт". Крысы, которым вводили ИЛ-1β в течение 3 недели, в возрасте 2 месяца чаще, чем интактные, подходили к новым предметам в ситуации выбора между двумя одинаковыми предметами (тест "Обследования новых предметов"). В возрасте 3 месяца экспериментальные крысы меньше интересуются новым живым объектом (тест "Чужак- резидент" с неполовозрелым чужаком).

Введение ФНОα в течение 3 недели жизни изменяло исследовательское поведение крыс в "Открытом поле", меньше, чем ИЛ-1β, влияло на их общую активность, но, в отличие от ИЛ-1β, усиливало тревожность в "Крестообразном приподнятом лабиринте".

У опытных крыс, которым вводили ИЛ-1β в течение 3 недели, в 1,5 месяца отмечалось нарушение реакции угашения исследовательского поведения при неоднократном помещении в "Открытое поле". Подобные изменения могут свидетельствовать о повреждении механизмов памяти, нарушении формирования тормозных систем мозга либо о патологии подкрепляющих систем, сигнализирующих об успешной реализации поведенческой (в данном случае, исследовательской) программы.

Нарушения обучения у крыс, которым вводили ИЛ-1 β в течение 3-ей недели жизни, сильнее проявлялись в стрессовых условиях, при использовании отрицательного подкрепления. В 2,5 месяца у них хуже формировался условный рефлекс активного избегания болевого воздействия ("УРАИ").

Для выявления критических периодов действия ИЛ-1 на формирование когнитивных функций в раннем постнатальном онтогенезе, был проведен сравнительный анализ нарушений поведения, возникающих после введения цитокина в течение 1 или 3 недель жизни. Обнаружены более выраженные нарушения когнитивных функций у крыс, которым вводили ИЛ-1 в течение 3 недели.

Для выявления механизмов нарушений исследовательского поведения и памяти, возникающих у взрослых животных, имевших повышенный уровень ИЛ-1 в раннем постнатальном онтогенезе, у контрольных и опытных крыс исследована экспрессия в мозге мРНК пептидов, вовлеченных в механизмы исследовательского поведения и памяти. Исследование проведено в фоне, после обследования новых предметов и после выработки УРАИ. Показано, что опытные крысы отличаются большей активностью клеток гиппокампа, в них выявляется фоновая экспрессия мРНК c-fos (у контрольных не обнаружена), а также повышенная экспрессия мРНК D4 дофаминовых рецепторов во фронтальной коре. После обследования новых предметов проанализирована экспрессия в коре мРНК FGF, ИЛ-1, TIMP-1, в гиппокампе дополнительно к названным – мРНК c-fos и MAP-2. Различия получены в отношении экспрессии мРНК TIMP-1 (в гиппокампе выше у контрольных) и мРНК FGF (выше у контрольных в гиппокампе и коре).

Более высокая стресс-реактивность взрослых животных, которым в течение 3 недели вводили ИЛ-1β, была доказана в модели неизбегаемого болевого воздействия ("foot-shock"). Она проявлялась в значительном снижении активности опытных животных в "Открытом поле" и достоверно большем, по сравнению с контролем, повышении уровня стероидных гормонов в крови. При стрессе у опытных крыс была менее выражена экспрессия мРНК глюкокортикоидных рецепторов в гиппокампе, что может свидетельствовать о нарушениях в механизмах отрицательной обратной связи регуляции системной реакции на стресс. Более высокая стресс-реактивность наблюдалась и в реакциях моноаминергических систем мозга. У опытных крыс сильнее, чем у контрольных, при стрессе повышался уровень дофамина и его метаболита ДОФУК в гипоталамусе.

Полученные данные доказывают действие провоспалительных цитокинов на формирование поведения в раннем возрасте, показывают целесообразность анализа их уровня в крови детей, перенесших родовые травмы, перинатальную гипоксию для прогнозирования возможных отдаленных нарушений когнитивных функций. Введение цитокинов животным в раннем постнатальном онтогенезе может быть использовано как экспериментальная модель при разработке новых препаратов, предназначенных для лечения когнитивных нарушений, возникающих в раннем возрасте.

Цикунов С.Г.

СИСТЕМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ АДАПТИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН,

ЧОУ ВПО Санкт-Петербургский институт психологии и акмеологии

г. Санкт-Петербург

Оценка психики и психологических расстройств, как правило, происходит на базе ряда концептуальных систем, или парадигм. Среди многообразия парадигм в клинической психологии и психиатрии в настоящее время основными теоретическими направлениями считаются следующие – биологическая парадигма, поведенческий, когнитивный, психодинамический, гуманистический, экзистенциальный и гештальт подходы75,76. Эти системы нередко представляются как обособленные и даже соперничающие друг с другом. Следование установкам каждой из них приводит к различным видам терапии, имеющим свои цели и способы оценки эффективности. Например, при поведенческом подходе решением проблемы считается изменение или нормализация поведения, а результат оценивается с позиции поведенческого изменения. Однако если результат оценить с точки зрения эмоциональных

или мыслительных процессов, возможно, он оказался бы менее успешным.

Следует с определенной долей критики подходить к одномерным подходам и стремиться к развитию комплексных способов оценки состояний и методов психотерапии. Вместе с тем, механистическое объединение методов не представляется возможным из-за расхождений в теоретических концептуальных воззрениях на единые базовые процессы, которые имеют место не только между различными парадигмами, но и внутри одного подхода. При всей полезности большинства современных психотерапевтических методологий, большей сравнительной эффективностью отличаются поведенческий и когнитивный подходы77. Отталкиваясь от работ А. Dickinson78 и теоретика социального научения А. Bandura79 в настоящее время исследователи приблизились к созданию когнитивно-поведенческого направления в терапии80. В данной статье предпринята попытка разрешения некоторых противоречий, все еще имеющих место в поведенческой парадигме и препятствующих ее концептуальному сближению с когнитивным подходом. Основное внимание уделено выявлению общих принципов формирования поведения и анализу сущности явления подкрепления, на основе чего дается собственное определение термина подкрепление.

Современные достижения и дальнейшие перспективы поведенческой терапии основаны на бихевиоральных принципах и теориях. Бихевиоральные оценки происхождения и лечения психопатологии различаются по степени акцентов на классическом или оперантном обусловливании, опосредованности когнитивных факторов, роли биологических особенностей. Многими исследователями, включая зарубежных, признается, что открытые И.П. Павловым условнорефлекторные принципы были исключительно существенны для становления поведенческой терапии в 50-х годах прошлого столетия, и продолжают занимать центральное место в современной бихевиоральной психотерапии81,82. Он сконструировал физиологическую модель нервной деятельности в русле ранних научных представлений в неврологии, прогрессивную для своего времени, но имеющую ограниченное хождение с точки зрения современных знаний. Однако открытые им принципы условных рефлексов, типологические характеристики и разработка "экспериментальных неврозов", вызываемых и устраняемых посредством обусловливания и контр-обусловливания, является базой поведенческой терапии и в настоящее время83.

Поведение является универсальным средством взаимодействия организма со средой обитания. Все формы поведения регулируются внешними и внутренними раздражителями, запускающими различного рода реакции, которые, как писал И.П. Павлов84, "направлены на динамическое уравновешивание организма с внешним миром, а у высших животных – и на его активное преобразование".

В современной литературе выявленные И.П. Павловым закономерности обучения и открытые им условные рефлексы называются классическими или Павловскими условными рефлексами85,86. В отличие от классической формы построения экспериментов по выработке условных рефлексов, Е. Thorndike87 предложил несколько иной порядок проведения опытов по обучению животных, когда кошки в клетке должны были нажимать на задвижку или тянуть пружину, чтобы достигнуть пищи, расположенной снаружи. Такое обучение «методом проб и ошибок и случайного успеха" было названо инструментальным научением88. Из предположения, что временная связь устанавливается между реакцией и сопутствующей стимульной ситуацией, была развита теория научения по принципу стимул-реакция. Существенный толчок к развитию экспериментальных методик обучения дали работы B. Skinner89,90,91. Вместо классических приемов выработки условных рефлексов и опытов с использованием проблемных ящиков и лабиринтов он разработал методику свободного оперантного поведения, при которой животному позволяют совершать различные действия, а экспериментатор старается управлять последствиями посредством подкрепления92. Оперантная выработка навыков состоит в том, что животное как бы "тренируют"на выполнение задачи, за которой следует вознаграждение. Такая методика обозначается термином "формирование поведения" (shaping) и использовалась в клинических исследованиях и практике пенетрационных учреждений93,94. Вслед за Ю. Конорским и C. Миллером95, современные исследователи, вводя добавочный индифферентный раздражитель, сочетающийся с двигательным актом и подкреплением, называют такую процедуру постановкой поведения под стимульный контроль96,97.

На представленные базовые концепции обучения существуют две точки зрения. Одна из них состоит в том, что между ними существуют коренные различия. Вторая обосновывает представление об их принципиальном сходстве. Действительно, мы видим различия в процедуре проведения опытов по обучению. Однако все исследователи согласны, что скорость обучения зависит от уровня депривации или мотивации, на основе которой вырабатывается и классический условный рефлекс (УР), и инструментальное, и оперантное поведение. Другим фактором, определяющим эффективность модификации поведения, является совпадение по времени условного сигнала (УС) с двигательной реакцией и подкреплением. Совпадает даже время отсрочки подкрепления, после которого рефлекс практически не вырабатывается. Основные закономерности, выявленные И.П. Павловым и его сотрудниками для классического УР, сохраняются и для инструментального поведения98. Таким образом, сопоставление основных теорий обучения приводит к тому, что они не являются антагонистичными или не столь альтернативны, как их иногда представляют сами авторы. Существующие различия подходов к формированию и переформированию поведения касаются только процедурных вопросов, но не сущности системных механизмов адаптивного поведения.

Во всех концепциях поведения используется и является одним из ключевых понятие подкрепление. В широкий научный обиход это понятие было введено И.П. Павловым99, однако он в своих трудах не дает специального определения термина подкрепление и употребляет термины подкрепление, безусловный рефлекс, безусловный раздражитель как синонимы. Изучая труды И.П. Павлова, аналитики, прежде всех Э.А. Асратян100, обратили внимание, что в его понимании диада "подкрепление – безусловный рефлекс" имеет внешнюю и внутреннюю стороны. Было высказано предположение, что подкрепление – это внешнее раздражение, запускающее безусловный рефлекс, который в своем внутреннем нейрофизиологическом содержании является мозговым механизмом подкрепления.

Однако трактовке подкрепления через механизм безусловного рефлекса в его классическом понимании противоречат некоторые экспериментальные данные. Например, опыты с частичным подкреплением, показавшие, что практически отсутствуют различия в скорости выработки УР при разных вероятностях подкрепления, а также эксперименты с подавлением эффекторного звена безусловного рефлекса (БР) и данные по выработке условных рефлексов высшего порядка, когда вырабатываемые УР связаны с БР через ряд промежуточных УР. В теориях обучения это явление получило название "вторичного подкрепления" - перенос подкрепляющих свойств на стимулы, обычно являющиеся индифферентными, путем их сочетания с первичными безусловными рефлексами101,102.

E. Thorndike103 свои принципиальные идеи сформулировал в законе эффекта, где отождествлял понятия "подкрепление", "успокоение" и "удовлетворение", имея в виду удовлетворение потребности. Отталкиваясь от этих идей, в теории редукции влечения подкрепление определяется как физиологическое состояние, характеризующееся уменьшением потребности104. Этой концепции также противоречат ряд вышеупомянутых и других данных. Здесь же, нельзя не упомянуть концепцию доминанты А.А. Ухтомского, в которой за подкрепление принимается разрешение доминантного состояния105,106.

Основоположник оперантного обучения B. Skinner, и его последователи, крайне просто определяли подкрепление. По Skinner подкреплением является любое событие, которое, сочетаясь с каким-либо поведением, будет делать его более частым107.

Понимая сложность определения понятия подкрепление, Ю. Конорский, тем не менее, считал, что от него нельзя отказываться, т. к. оно незаменимо в операционном плане. Он определял подкрепление как биологически значимый раздражитель, при действии которого на организм вслед за ранее индифферентным раздражителем последний приобретает сигнальное значение108. В чисто операционном плане это определение используется в современной литературе, однако оно не отражает внутренней сущности явления.

Опираясь на данные по топографии зон самостимуляции, предполагается существование в мозге двух подкрепляющих систем – положительного и отрицательного подкрепления109. Стимуляция эмоциогенных зон мозга сама по себе может быть достаточным условием для выработки УР, когда животное стремится раздражение одних зон продлить, а других – прервать110. Исходя из этого, положительное подкрепление определяют как событие, к которому при наличии соответствующей потребности живая система стремится, а отрицательное подкрепление – событие, которое организм избегает.

На сегодняшний день признано, что поведение, направленное на адаптацию к изменяющимся условиям среды, организуется эмоциональными процессами мозга. Эмоции являются одной из базисных функций мозга. Наиболее разработана, на наш взгляд, потребностно-информационная теория эмоций П.В. Симонова111. Согласно ей, эмоция – есть отражение мозгом человека и высших животных какой-либо актуальной потребности (ее качества и величины) и вероятности (возможности) ее удовлетворения, которые субъект оценивает на основе врожденного и ранее приобретенного индивидуального опыта. Фундаментально эмоции разделяются на положительные и отрицательные. Сигнализация об избытке прагматической информации по сравнению с прогнозируемой или возрастание вероятности удовлетворения актуальной потребности порождает положительные эмоции. Дефицит информации или падение вероятности достижения цели – отрицательные эмоции. В целом эмоции обеспечивают задачу выживания индивидуума и сохранения вида. К функциям эмоций относятся: отражательно-оценочная, компенсаторная, переключающая, коммуникативная и подкрепляющая.

Одна из важнейших функций эмоций состоит в обеспечении внутримозгового процесса подкрепления. Как пишет П.В. Симонов112 – "филогенетически наиболее древней является подкрепляющая функция, связанная с решением универсальной поведенческой задачи максимизации – минимизации возникшей эмоции, стремлением "к" или "от". Подкрепление осуществляется за счет перепадов текущего эмоционального континуума в ту или иную сторону, т. е. в сторону положительного или отрицательного полюса. Такое представление о подкреплении дается в работах различных авторов113,114,115,116.

К.В. Судаков117, рассматривая системный процесс подкрепления, включающий обратную афферентацию от параметров потребных результатов, механизмы сравнения обратной афферентации с аппаратом акцептора результата действия и сенсорное насыщение, специально выделяет информационную сущность подкрепления, оцениваемую положительным эмоциональным ощущением.

Во всех основных теориях обучения в той или иной форме присутствуют три фактора: стимул, реакция и мотивация. Различные авторы, подкрепляющие свойства приписывают либо стимулу, либо реакции, либо мотивации. Таким образом, в литературе нет единой точки зрения на подкрепление и общепринятого определения этого термина. Некоторые авторы, например E. Walker118, даже предлагают совсем исключить это понятие из научного обихода, т.к. оно, по их мнению, запутывает исследователей. С другой стороны, П.М. Балабан119, описывая подкрепление как состояние организма, приводящее к долговременному изменению поведения, говорит о необходимости точнее определить, что подразумевается под этим термином.

Чтобы определить, что такое подкрепление важно понять, способны ли мозговые системы положительного и отрицательного подкрепления самостоятельно обеспечивать сложное целенаправленное поведение? Способны ли они функционировать совместно в обеспечении формирования единого поведенческого навыка, и какой общий принцип можно выделить в работе этих систем?

Процессы системогенеза сложного целенаправленного поведения хорошо прослежены на положительном подкреплении, достаточно сослаться на классические работы B. Skinner120, П.К. Анохина121 и К.В. Судакова122. Возможность формирования функциональных систем обеспечения сложной поведенческой деятельности у высших животных и человека на основе

только отрицательного или комбинированного подкрепления изучена мало.

Нами проведены исследования по обучению дельфинов выполнению навыков с использованием различных видов подкрепления. Применялось несколько модификаций инструментального обучения животных, основанных на методах положительного подкрепления (пищевого, тактильного, звукового), отрицательного (электрокожное раздражение, звук) и комбинированного подкрепления, т. е. при одновременном или последовательном применении отрицательных и положительных раздражителей при выработке единого поведенческого навыка. Передача стимулов осуществлялась дистанционно телеметрически. В ходе обучения оценивались изменения ритма сердечных сокращений и частоты дыхания. В одной из задач дельфинов обучали отыскивать предметы, затопленные на дне бухты (задача поиска). Порядок действия дельфина включал в себя следование за катером в зоне поиска, нажатие рострумом на сигнальный манипулятор (педаль) при обнаружении отыскиваемого предмета, одевание "намордника", устройства с буйком, всплывающем при контакте с предметом, погружение, контакт, возврат в исходную позицию. Другая задача – задача распознавания – состояла из следующего алгоритма. Переход дельфина из вольера содержания в плаввольер по звуковому сигналу, "дежурство" в вольере и нажатие на педаль при появлении в зоне акустического восприятия дельфина объекта обнаружения, выход на контакт с объектом, контакт и возврат в плаввольер, продолжение несения дежурства, переход в вольер содержания по сигналу возврата123,124.

Решавшиеся задачи поиска и распознавания сложны в поведенческом плане и занимают значительный временной интервал в суточном жизненном цикле дельфина. Тем не менее, исследования показали, что при последовательном наращивании сложности навыков дельфины успешно обучаются их выполнению с высокой вероятностью решения задачи, как на положительном подкреплении, так и на основе только отрицательного подкрепления, а также на комбинированном подкреплении. При редком предъявлении цели у животных проявлялись межсигнальные реакции – нажатие на педаль в отсутствии объекта поиска. Применение электростимуляции в виде "наказания" за ошибочное действие (нажатие на педаль) привело практически к полному исключению межсигнальных реакций, не нарушив воспроизведения комплекса условнорефлекторных навыков в целом125,126,127.

Дельфины стоят на одной из верхних ступеней развития животного мира. Возникает вопрос, способны ли другие виды животных, в частности крысы, проводить тонкую дифференцировку различных видов подкрепления при формировании единого поведенческого навыка. Опыты показывают, что такая дифференцировка возможна. У крыс, обученных пищевому условному рефлексу, нажатия на педаль по световому сигналу, применение электростимуляции при межсигнальных реакциях, возникавших на фоне высокой пищевой мотивации, привело к их достоверному подавлению по сравнению с контролем при сохранении условной реакции128.

К.В. Судаков, развивая теорию функциональных систем П.К. Анохина129, полагает, что любой континуум сложного поведения расчленяется на отдельные отрезки или "кванты"130. Внутримозговая организация "кванта" основана по принципам построения функциональной системы. Переход от одного "кванта" к другому осуществляется путем удовлетворения одной потребности и формирования новой, при этом можно выделить последовательное квантование и иерархическое квантование поведения. В наших исследованиях во всех опытах по обучению дельфинов естественным образом вычленялись отдельные элементы (или кванты) общей задачи, формирование которых необходимо было проводить с обязательным использованием отрицательного подкрепления той или иной степени интенсивности. После первичного обусловливания к ним относились: формирование образа цели обозначения, нажатие на педаль, проход калитки, выход в море и возврат, переходы между вольерами131. Сравнение квантов поведения на отрицательном и положительном подкреплении выявило их сходство, что дополнительно подтверждает идеи К.В. Судакова об универсальности принципа квантования поведения. Эта универсальность проявляется, в том числе в принципах обучения, которые соответствуют всем основным правилам формирования условного рефлекса. При нарушении этих правил необходимое поведение не вырабатывается, и могут развиваться неврозоподобные реакции132. С этих позиций инструментальная пищевая или оборонительная деятельность животного, в которой вероятность удовлетворения потребности зависит от выполнения инструментального действия, как раз и является последовательным квантом поведения – т. е. фактически условным рефлексом. Следовательно, можно сказать, что в основе сложного приспособительного поведения лежит условнорефлекторный принцип.

Таким образом, сложное целенаправленное поведение, может обеспечиваться как системой положительного подкрепления, так и чисто отрицательным подкреплением. Вместе с тем успешное обучение на комбинированном подкреплении, а также возможность избирательного влияния на отдельные элементы целостного поведения положительных и аверсивных стимулов, говорит о том, что рассматриваемые системы положительного и отрицательного подкрепления не антагонистичны и фактически обеспечивают один процесс – фиксацию условнорефлекторной связи в мозге. Фиксация временной связи неразрывно связана с эмоциями. Как уже отмечалось, многие исследователи считают, что одна из важнейших функций эмоций состоит в обеспечении процесса подкрепления за счет перепадов эмоционального континуума. Анализ литературных и некоторых собственных данных привел нас к заключению, что подкрепление обеспечивается не перепадом эмоционального состояния в ту или иную сторону, а односторонне направленным перепадом эмоций, причем во всех случаях со сменой знака эмоции с негативного на положительный133,134,135.

Любое поведение связано с мотивацией, возникновение которой мо-

жет иметь как эндогенное, так и экзогенное происхождение, но всегда носит негативную окраску. При формировании навыков на положительном подкреплении естественная или искусственная пищевая депривация создает негативный эмоциональный фон (уровень пищевой мотивации), который побуждает к действию. Достижение пищи, снижая пищевую мотивацию, вызывает положительную эмоцию. Обучение при отрицательном подкреплении также связано с однонаправленным перепадом эмоций с негативных на положительные. Всякое аверсивное воздействие сопровождается резко выраженной негативной эмоциональной реакцией. Выполнение навыка избавления или избегания устраняет вредящий фактор и создает положительную эмоцию. При выработке реакций пассивного избегания однонаправленный перепад эмоций не кажется таким очевидным, но и здесь закрепляющим фактором является положительный момент – избегание нежелательного действия устраняет возникающие при нем отрицательные эмоции. Условные рефлексы можно выработать на игровом, половом, тактильном подкреплении, но только в том случае, если имеется относительно устойчивая эмоционально окрашенная потребность136. Повторение сочетанных раздражителей ведет к возрастанию прогностической вероятности удовлетворения потребности, продуцируя опережающий перепад эмоций с негативных на положительные. Именно это приводит к фиксации временных связей.

Как мы отмечали, считается признанным существование в мозге двух подкрепляющих систем – положительного и отрицательного подкрепления. Одни авторы склонны рассматривать их как функциональные субстраты единого подкрепляющего механизма137,138, другие139 - утверждают об их самостоятельности. Действительно, сложное целенаправленное поведение может обеспечиваться только положительным или только отрицательным подкреплением. Вместе с тем в исследованиях не обнаружено специфических нейрохимических веществ, специально опосредующих эффекты положительного и отрицательного подкрепления. Одни и те же медиаторы участвуют в центральных механизмах "награды" и "наказания"140. Имеются данные, согласно которым мозговые системы модуляции боли и вознаграждения опосредуются одной и той же системой опиатных рецепторов141. Многочисленными работами показано, что реакция самостимуляции реализуется при участии целого ряда структур лимбико-диенцефального комплекса и коры головного мозга и включении целого ряда нейрохимических систем: дофамин-, норадреналин-, серотонин-, ГАМК-, глутаматергической, опиоидной и др. систем142,143,144.

Что является подкрепляющим фактором при нажатии педали при выработке реакции самостимуляции и как возникает внутреннее влечение животного (драйв) к повторному раздражению своего мозга, остается предметом споров психологов, нейрофизиологов, биохимиков, психофизиологов и

неврологов.

С нашей точки зрения, процесс подкрепления обусловлен тонкой регуляцией мотивационных систем головного мозга, которые в своем психофизиологическом выражении имеют, как правило, отрицательную эмоциональную окраску. Поэтому механизм самостимуляции можно представить как единый процесс постоянной смены отрицательных и положительных эмоциональных состояний, при этом критическое изменение знака последних может служить в качестве интегрального подкрепляющего фактора для животного. Согласно специфическим теориям подкрепления при самостимуляции снижение мотивации при нажатии педали является подкреплением для животного, что сводится в конечном итоге к редукции влечения. По нашему мнению, мотивация может возникнуть, исчезнуть, но сама по себе не обладает подкрепляющим действием. Снижение мотивации может происходить в результате качественного изменения эмоционального состояния (например, при нажатии педали для самостимуляции мозга) – перепада эмоционального континуума с отрицательной эмоциональной окраски на положительную интегральную оценку. Возникновение драйва к повторному раздражению своего мозга несет специфическую информацию о возможности ее удовлетворения, и в этом смысле механизм подкрепления носит опережающий характер, что составляет, по нашему мнению, психофизиологическую основу целенаправленного поведения человека и животных. С другой стороны, согласно неспецифическим теориям подкрепления при самостимуляции145 существует процесс чисто эмоциогенной природы, относительно автономный от удовлетворения биологических мотиваций. В этом случае первое случайное нажатие педали оценивается как биологически значимое воздействие на организм (положительное эмоциональное состояние) и имеет скорее отставленный характер. Мотивация к повторному раздражению мозга в этом случае формируется на основе сличения обратной афферентации об эмоциогенных свойствах электрической стимуляции – акцепторе действия – и наличной афферентации. Следующее нажатие педали приводит к описанному перепаду эмоционального континуума. Таким образом, в обоих случаях подкрепление при самостимуляции реализуется с помощью одного механизма – перепада эмоционального градиента.

Исследования показали, что во время самостимуляции могут наблюдаться реакции мотивационного характера (точки стимуляции 2-го рода), а могут нажатия педали не сопровождаться подобными реакциями (точки стимуляции 1-го рода)146,147. Это согласуется с рядом исследований о существовании в мозгу чисто эмоциогенных зон и мотивационных зон148,149. В этих работах, посвященных доказательству самостоятельности механизма подкрепления от биологических мотиваций, возникновение последних объясняется охватом области раздражения под электродом. По-нашему мнению, автономность эмоционального процесса при реализации механизма внутримозгового подкрепления весьма относительна и предполагает включение мотивационного компонента на опережающей или отставленной фазе подкрепления. Как было показано, точки стимуляции 2-го рода в наибольшей степени подвержены изменению при ограничении индивидуального опыта в онтогенезе. При использовании локомоторного метода самостимуляции в челночной камере, когда животное не имеет возможности тонко регулировать раздражение (в отличие от самостимуляции в камере Скиннера), крысы, выращенные в изоляции, в ответ на стимуляцию точек 2-го рода демонстрировали вместо самостимуляции – реакцию избегания. Последнее свидетельствует о нарушении связи механизма внутримозгового подкрепления опережающего характера с оценкой возможности удовлетворения мотивации и приводит к системным: нейрохимическим и молекулярным перестройкам, обеспечивающим адаптивное поведение150,151,152.

Эти данные и отмеченное нами тождество эмоциогенных компонентов механизма формирования поведения при всех видах обучения с использованием как положительных, так и отрицательных раздражителей приводит к заключению о том, что подкрепляющие системы мозга функционально едины.

Таким образом, единая подкрепляющая система мозга, включающая в себя способные функционировать самостоятельно так называемые системы положительного и отрицательного подкрепления, объединяется в единую систему на основе идентичных механизмов подкрепления, которые во всех случаях связаны с однонаправленным перепадом эмоционального состояния со сменой знака эмоции с негативного на положительный. Сказанное подтверждает, что между упомянутыми выше методами формирования поведения нет принципиальной разницы не только по вегетативным и двигательным проявлениям, но и по эмоциогенным механизмам подкрепления.

Исходя из всего сказанного, мы полагаем, что термин подкрепление можно определить следующим образом. Подкрепление – это связанный с каким-либо событием динамический перепад эмоций с негативных на положительные.

Данное определение, на наш взгляд, не противоречит основным концепциям поведения и во многом вытекает из них. Более того, такое понимание явления подкрепление создает концептуальную базу сближения когнитивных и поведенческих подходов в психотерапии. Опираясь на мысли наших великих предшественников, можно сказать, что поведение организуется стремлением избегнуть отрицательных эмоций и достигнуть положительных. Отсюда управление поведением в общем виде, это – направленная экстренная регуляция эмоций, в том числе, посредством биологически значимых раздражителей, организованных в среде обитания с обязательным учетом правил формирования условных рефлексов.

Способность организма к быстрой и адекватной смене (переключению) поведенческих программ или к их многократному последовательному воспроизведению на основе оценки результатов только что совершенных актов является одной из основных характеристик поведения, которые определяют его адаптивные свойства. В норме эмоции характеризуются подвижностью и адекватностью текущей ситуации. При различных патологических состояниях, в частности при депрессиях, структура и динамика эмоций изменяются153. Теряется адекватность эмоциональной реакции на естественные раздражители среды и обедняется нейрохимическая основа подкрепляющих свойств эмоций, наблюдается дисбаланс нейрохимических систем, изменение чувствительности рецепторов, синтеза медиаторов и их выделения из пресинаптической терминали. Соответственно требуются коррегирующие воздействия на каждое из звеньев патогенеза заболевания – нейромедиаторное, когнитивное и поведенческое, которые необходимо проводить комплексно, на единой методологической основе.

Вся деятельность человека и животных протекает среди факторов и ситуаций внешнего мира, которые объективно выстраиваются в шкалу от исключительно вредных до максимально притягательных. Обучение за счет смены знака эмоции имеет место на любом участке этой шкалы. Поведение, ведущее к смене одной аверзивной ситуации на другую, тоже объективно негативную, но снижающую вероятность утраты жизни, субъективно сопровождается положительной эмоцией, и в аналогичной ситуации будет воспроизводиться. С другой стороны, даже такие "высокие" идеалы, как например творчество, побуждаются внутренней неудовлетворенностью. Фундаментальное свойство мозга во всех случаях отыскивать возможность продуцировать положительные эмоции позволяет человеку адаптироваться к жесточайшим условиям в периоды экономических депрессий и войн, а в благоприятные периоды – это свойство ведет к росту потребностей и является залогом прогресса.

Цикунов С.Г., Белокоскова С.Г., Иванова А.

НЕЙРОПСИХОЛОГИЯ РЕЧИ И НЕЙРОПЕПТИДНАЯ

КОРРЕКЦИЯ ПОСТИНСУЛЬТНЫХ АФАЗИЙ

Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины РАМН,

ЧОУ ВПО Санкт-Петербургский институт психологии и акмеологии

г. Санкт-Петербург

Речь, как высшая психическая функция является сложным, тонко-дифференцированным актом, имеющим многоуровневую организацию. До настоящего времени знания биохимических и нейрофизиологических основ речевой деятельности остаются ограниченными. Несмотря на многочисленные исследования, актуальна проблема языковой компетенции полушарий головного мозга. Языковые возможности полушарий изучались в различных условиях – у добровольцев, у больных после комиссуротомии, у пациентов c органическими поражениями мозга, больных c психическими заболеваниями в условиях преходящей инактивации полушарий154,155,156,157,158,159,160,161,162,163,164,165,166,167,168,169.

Роль специализированного по речи полушария (обычно левого у правшей) в организации речевой деятельности в настоящее время исследована достаточно полно. Показано, что в нем располагаются основные речевые зоны, функционирующие как единое целое за счет внутрикорковых и корково-подкорковых связей170,171. В норме левым полушарием быстрее и правильнее опознаются низко частотные (редко используемые), морфологически сложные, абстрактные слова, прилагательные и глаголы172,173,174,175,176,177. Оно вносит основной вклад в формирование речевых моторных программ и оформление окончательной структуры высказывания178,179,180. К функции этого полушария относят способность к речепродукции. Левое полушарие обеспечивает высокоспециализированные лингвистические механизмы, которые заключаются в фонетическом декодировании и анализе181,182,183. К его функциям относят фонематический слух или речеслуховой гнозис, письмо и чтение184,185,186,187. При повреждении слева верхней височной и угловой извилин, средней и нижней лобной извилин нарушается понимание речи188. Структуры левого полушария являются субстратом формально-логического модуса мышления.

Правым полушарием опознаются простые, односложные, часто употребляемые (высоко частотные) конкретные существительные и предложения, состоящие из простых слов189,190. Считается, что оно способно в ограниченном объеме понимать устную и письменную речь. Правое полушарие принимает, перерабатывает, хранит и анализирует целостные компоненты речевой деятельности или нечленимые кодовые единицы речи191,192. Установлено, что оно воспринимает слова по акустическим, а не фонетическим признакам. С активностью этого полушария связывают восприятие и воспроизведение звукового абриса (контура) слов, чтение про себя простых слов, анализ невербальных просодических элементов речи193,194,195. Оно превалирует в установлении общих связей между различными аспектами информации, что создает предпосылки для более легкой идентификации контекста и создания целостной картины ситуации. К функциям правого полушария относят запечатление слов в виде различных орфографических форм (шрифта, цвета букв и т.д.)196,197. Оно вносит основной вклад в ассоциативно-эмпирический тип мышления. Считается, что правое полушарие лишено способности реализовать действия, необходимые для речепродукции.

Таким образом, исследования последних десятилетий свидетельствуют о том, что интактный мозг функционирует как единое целое, полушария активно взаимодействуют, и при этом обнаруживается их функциональная специфичность при реализации различных аспектов речевой деятельности198,199.

Наиболее тяжелыми и широко распространенными видами речевых расстройств являются постинсультные афазии. Афазия – центральное нарушение уже сформировавшейся речи у людей с сохранным артикуляторным аппаратом и слухом, при котором частично или полностью утрачивается способность пользоваться словами для выражения своих мыслей и понимать обращенную речь200,201. Афазии наблюдаются у 38 - 54 % пациентов, перенесших инсульт202,203. Такие речевые расстройства возникают в результате локальных повреждений корковых и подкорковых образований специализированного по речи (обычно левого у правшей) полушария. Они носят системный характер с нарушением как экспрессивной, так и импрессивной речи204,205,206.

На основании нейропсихологических исследований А.Р. Лурия разно-

образие форм афазий объясняются дефектами различных звеньев (факторов) речевой функции (эфферентного, афферентного и др.)207,208,209,210. Выделяют несколько форм афазий в зависимости от локализации мозгового повреждения. Амнестические афазии возникают при левосторонней (у правшей) окклюзии дистальных отделов средней мозговой артерии. В этих случаях ишемия наблюдается в средней извилине височной доли (37-е, 40-е поля по Бродману)211,212,213 ,214,215,216. При наличии собственно акустико-мнестических афазий нарушения запоминания и репродукции словесного материала связывают с повышением ретро- и проактивного торможения речевых следов. В этих случаях в самостоятельной речи наблюдается поиск нужных слов и частые вербальные парафазии. При таких речевых расстройствах ведущими являются нарушения слухоречевой памяти, что проявляется дефектами называния объектов и действий с ними, нарушениями удержания на слух звуковых и речевых серий. Больные воспроизводят не более 2-х - 3-х элементов, тогда как в норме объем кратковременной слуховой вербальной памяти в среднем составляет 7±2 единицы. Вторично, вследствие снижения скорости оперирования вербальной информацией, возникает непонимание обращенной речи.

Сенсорные или акустико-гностические афазии наблюдаются при стенозе или окклюзии дистальных отделов левой (у правшей) средней мозговой артерии и очаговом поражении мозга в области верхней извилины височной доли, в зоне Вернике (21-е, 22-е поля по Бродману)217,218. Первичным речевым дефектом при таких формах центральных речевых расстройств является нарушение фонематического слуха или речеслухового гнозиса219. При наличии акустико-гностических афазий расстраивается дифференцировка звуков и слов, отличающихся по какому-либо признаку (звонкости – глухости, твердости – мягкости и т. д.). В этих случаях первичные дефекты импрессивной речи выражаются в нарушениях понимания устной и письменной речи220. Экспрессивная речь нарушается вторично вследствие неполноценности слухового контроля собственной речи221. При наличии выраженных расстройств речь больных малопонятная, вследствие множества литеральных и вербальных парафазий (замен, пропусков звуков, слов)222. Отмечается речевая расторможенность (логоррея). Показано, что при таких формах афазий выявляются нарушения слуховой кратковременной и долговременной семантической памяти 223,224,225.

Наличие различных форм афазий после локальных повреждений мозга представляет ценный материал для изучения организации функции речи в целом и отдельных её составляющих, связанных с восприятием, пониманием и продукцией. С помощью анализа спонтанно протекающих, а также индуцированных процессов восстановления речи можно определить специфический вклад полушарий мозга в эту коммуникативную функцию и изучить нейрохимические и нейрогуморальные звенья регуляции речеобразования.

Инсульт – острое нарушение мозгового кровообращения, проявляющееся дефицитом мозговых функций, который сохраняется не менее 24 часов226,227. Ишемические инсульты развиваются чаще, чем геморрагические. В процессе организации инфаркта мозга наблюдается некроз центральной зоны ишемии и формирование зоны относительной ишемии (ishemic penumbra, ишемической полутени), области с неустойчивым состоянием метаболизма в веществе мозга. Скорость мозгового кровотока в области ишемической полутени несколько выше уровня, на котором может произойти гибель клеток, поэтому нейроны могут переживать состояние неустойчивого метаболизма228. Напротив, в зоне инфаркта кровоток недостаточен для поддержания нормальной электрофизиологической активности нейронов, и они подвержены апоптозу229,230. Таким образом, скорость и объем восстановления речевой и других функции головного мозга после инсульта зависит от уровня коллатерального кровообращения и активации функционально неактивных резервных связей перифокальной зоны некроза231.

Несмотря на длительный опыт разработки проблемы восстановления речи при афазиях232,233,234,235,236,237,238,239,240, остаются мало изученными нейрохимические механизмы компенсации речевой функции при её нарушениях и вклад полушарий мозга в этот процесс.

За последнее время получены многочисленные данные, свидетельствующие о наличии нейроэндокринного звена в регуляции функции речи. В ряде областей мозга, связанных с вокализацией у животных, обнаружена высокая плотность вазопрессиновых рецепторов241,242,243. С другой стороны в эксперименте при повреждении центральных зон двигательного анализатора нейропептид вазопрессин индуцирует реорганизацию внутрицентральных связей, приводящую к восстановлению двигательной функции244. Известно, что вазопрессин обладает антиамнестическими свойствами245,246, в свою очередь афазии сопровождаются нарушениями вербальной памяти247,248,249,250,251.

Цель исследования состояла в оценке состояния речевой функции у больных с акустико-гностическими и акустико-мнестическими афазиями сосудистого генеза под влиянием нейропептида аргинин-вазопрессина.

Материалы и методы

Исследование проведено на 26 больных с афазиями после инсульта, 17 мужчинах (65 %) и 9 женщинах (35 %) со средним возрастом 61.4 ± 3 года и со средней давностью инсульта 1,4 ± 0.1 года. Таким образом, для исследования отбирались пациенты в резидуальном периоде инсульта. По профилю моторной асимметрии все больные были правшами. У большинства испытуемых этиологическим фактором инсульта было сочетание атеросклероза и гипертонической болезни (76 %), у остальных – атеросклероз сосудов головного мозга, ревмокардит с тромбоэмболией, аневризмы мозговых сосудов,

тромбоз неясной этиологии (24 %).

Во всех случаях афазии были последствиями ишемических инсультов в бассейне левой средней мозговой артерии. У каждого пациента диагноз заболевания подтверждался данными компьютерной и/или магнитнорезонансной томографии. В случаях инсультов с преимущественным вовлечением верхней височной извилины наблюдались акустико-гностические афазии, средней височной извилины – акустико-мнестические.

Для диагностики использовалась классификация афазий по А.Р. Лурия252,253. Акустико-гностические афазии выявлены у 16 больных, акустико-мнестические – у 10. Методика нейропсихологического исследования включала оценку состояния экспрессивной и импрессивной речи больных254. Самостоятельную речь характеризовали спонтанная, диалогическая, автоматизированная речь (порядковый счет от 1 до 10, перечисление дней недели, месяцев года); повествовательная речь (составление предложений и рассказов к сюжетным картинкам, пересказ простых текстов). Повторную речь оценивали по повторению простых слов, серий слов и простых предложений, гласных и согласных звуков, сложных и иностранных (английских) слов, серий звуков и слогов, сложных предложений, оппозиционных серий слогов и слов. Состояние номинативной функции определяли по возможности больного называть предметы и действия (по предметным и сюжетным картинкам).

Понимание речи проверяли в процессе беседы с больным. Исследовалось понимание бытовой речи, простых инструкций, отдельных слов, сложных грамматических конструкций. Выявляли наличие отчуждения смысла слов на предметы и части лица. Слухоречевую память оценивали по удержанию на слух речевых рядов (серий гласных и согласных звуков, слогов, слов, простых предложений). Фонематический разбор включал анализ слов по одной и двум фонемам; выбор буквы, стоящей на первом и последнем месте в слове; определение фонемного состава называемого исследователем и припоминаемого по картинке слов. Проверяли чтение слогов, простых слов и автоматизированных идеограмм, букв, письменных инструкций, сложных слов, предложений и текста вслух, чтение про себя и подкладывание подписей под предметные картинки, чтение текста про себя и понимание его. Письмо оценивалось по списыванию простых фраз, письму под диктовку автоматизированных энграмм (речевых стереотипов), букв, слогов, слов, фраз, самостоятельному письменному обозначению предметов, составлению слов из букв.

Все показатели оценивали по 4-х-балльной шкале, где 0 баллов – правильное выполнение заданий (отсутствие расстройств); 1 балл – легкие расстройства; 2 балла – умеренные; 3 балла – выраженные нарушения.

1-дезамино-8-Д-аргинин-вазопрессин (десмопрессин фирмы СПОФА, Чехия), селективный агонист V2-рецепторов вазопрессина, вводился интраназально дробно в течение 1,5-2 месяцев в однократной дозе 0,1 мкг, курсовой – 4 мкг. При оценке влияния препарата использовали шкалу, где хорошим эффектом считали изменение не менее 3-х и более сторон речевой функции, удовлетворительным – улучшение 2-х сторон, незначительным – 1 стороны.

Контрольная группа состояла из тех же 26 пациентов, которым до применения вазопрессина интраназально вводили стерильный физиологический раствор (плацебо) в течение 2 недель по схеме применявшегося в последующем вазопрессина. Исследование проводилось в условиях двойного слепого контроля. Катамнестическое исследование и повторное курсовое использование аргинин-вазопрессина осуществлялись у тех же 26 больных с афазиями через 1-2 года после завершения 1-го курса.

При интерпретации эффектов вазопрессина речь рассматривали как функциональную систему, афферентной, центральной и эфферентной частям которой соответствовали процессы восприятия, понимания и продукции речи, то есть сенсорный, интегративный и моторный компоненты. Для этого в используемой нейропсихологической методике были отобраны тесты, преимущественно отражающие состояние отдельных звеньев речевой функции.

Сенсорный компонент речи характеризовали такие показатели как: понимание речи, письмо под диктовку букв и предложений, фонематический анализ, чтение текста про себя и понимание его. Интегративный компонент, отражающий состояние слухоречевой памяти, оценивали по удержанию речевых рядов на слух (повторению серий гласных и согласных звуков, слогов, слов и предложений), называнию предметов, подкладыванию подписей под предметные картинки. Изменения отдельных компонентов речи оценивали путем сравнения их суммарных средних арифметических значений до применения нейропептида аргинин-вазопрессина, после плацебо и после курса лечения через 1,5-2 месяца. В период проведения исследования больные продолжали принимать ранее назначенные им антиагрегантные и/или гипотензивные препараты.

При статистической обработке данных использовали t-критерий Стьюдента для связанных выборок. Различие двух показателей считалось достоверным при p<0,05.