2015_Sbornik_materialov

ОРЛОВА О.С.

(МГГУ им. М.А. Шолохова; ФГБУ НКЦ оториноларингологии ФМБА России);

ЭСТРОВА П.А., КАЛМЫКОВА А.С.

(МГГУ им. М.А. Шолохова)

ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРСОНИФИЦИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В КОМПЛЕКСНОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ БОЛЬНЫХ С НАРУШЕНИЯМИ ГОЛОСА И РЕЧИ

Сохранение здоровья в современном обществе является приоритетной задачей государства, здравоохранения и образования, органичной потребностью человека на протяжении всей жизни. Состояние здоровья населения – важный показатель благополучия общества, отражающий не только реальную ситуацию, но и определяющий прогноз на будущее.

Уже в трудах Гиппократа имеются указания на то, что «лечить нужно не болезнь, а больного». В 1990-х годах специалист в области функциональной медицины Лео Голланд (США) предложил подход, получивший название «пациент-ориентированная диагностика и лечение». Годом рождения персонифицированной медицины можно назвать 1998-й, когда термин «personalized medicine» впервые появился в названии монографии американского исследователя Кевала Джейна.

Одним из новых направлений современных научных исследований во многих странах признана концепция нейропластичности, появившаяся на стыке нейробиологии и медицины. Она успешно применяется при лечении многих хронических заболеваний, клинических синдромов и симптомов, в том числе нарушений голоса и речи. Физиологической основой является пластичность головного мозга, процедурной – условнорефлекторное обучение, базирующееся на кибернетических принципах биологической обратной связи (БОС) и тренинговых упражнениях, развитии компенсаторных механизмов.

101

БОС рассматривается как комплекс процедур, позволяющий контролировать и корректировать физиологические процессы, которые в обычных условиях не поддаются осознанному регулированию. В результате использования БОС патологические симптомы исчезают или значительно ослабевают, формируются новые связи, что обеспечивает формирование стереотипа правильного речеобразования и голосоведения, обеспечивает самоконтроль.

Цель: совершенствование методов логопедического воздействия при реабилитации больных с нарушениями голоса и речи и повышение их эффективности за счет применения биологической обратной связи.

Объем и методы. Нами разрабатываются персонифицированные дифференцированные методики применения БОС при нарушениях голоса и речи в зависимости этапа коррекционного воздействия, ведущего канала сенсорного восприятия и индивидуальных психологических особенностей пациентов.

Под нашим наблюдением находилось 600 больных с функциональными и органическими дисфониями и нарушениями речи. Особое значение уделяли фиксированности внимания на голосовом и речевом нарушении: адекватное, болезненное или безразличное отношение к изменениям фонации и речи.

Результаты. На подготовительном этапе предпочтение отдавали тренировке однопараметрической БОС в зависимости от ведущего канала сенсорного восприятия, на последующих этапах подключали многопараметрическую в различных комбинациях.

Выводы. Опыт показывает, что использование технических средств во время тренировок позволяет ускорить формирование и автоматизацию голосовых навыков, повышает самоконтроль, делает занятия более интересными и эмоциональными. БОС дает возможность интенсифицировать процесс обучения и дифференцировать его, учитывая такие индивидуальные особенности пациентов, как память, слух, темперамент; необходимо внедрение БОС в фониатрическую и логопедическую практику.

102

ОСИПОВ Г.С.

(Институт системного анализа РАН)

ЗНАКОВАЯ МОДЕЛЬ КАРТИНЫ МИРА И ЕЁ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ

Рассматривается модель картины мира субъекта деятельности. Модель опирается на понятие знака (Пирс, Фреге, Поспелов), достаточно широко используемое в психологии, в частности, в культурно-исторической теории Л.С. Выготского. Показывается, что предложенная модель коррелирует с идеей повторного входа возбуждения в проекционную кору как основы психических функций, высказанной в работах А.М. Иваницкого (Иваницкий, 1976), Эдельмана (Эдельман, 1981), Дж. Десмедта и К.Томберга (1995), Дж. Грея (1995) и других. Для этого уточняется понятие знака, рассматриваются процедуры формирования знаков и самоорганизации на множестве знаков.

В результате возникает новый способ описания картины мира субъекта деятельности, который применяется для построения моделей таких функций сознания, как целеполагание, синтез целенаправленного поведения и некоторых иных. В рамках предложенного формализма объясняется существование различных типов картин мира. Предлагается новая архитектура искусственных интеллектуальных агентов, обладающих, способностями к распределению ролей в коалициях.

ПАНАРИНА В.В., ЛАРИНА О.Д.

(МГГУ им. М.А. Шолохова)

ОСОБЕННОСТИ НЕЙРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПАЦИЕНТОВ С АФАЗИЕЙ

По статистическим данным ЦПРиН, более 70% пациентов с последствиями ОНМК в резидуальном периоде заболевания, по-

103

мимо афатических расстройств, имеют нарушения нейродинамического компонента психической деятельности.

Мы предположили, что проявления нарушений нейродинамических процессов зависит от локализации основного очага поражения в головном мозге.

Цель: изучить такие нейродинамические характеристики, как темп, продуктивность и работоспособность.

Экспериментальная группа: 22 больных с афазией в резидуальном периоде заболевания. Возраст пациентов – от 27 до 60 лет. На основании стандартного нейропсихологического исследования мы разделили больных на две подгруппы по очагу поражения: 54% – пациенты с «передним» очагом поражения коры ГМ (динамическая, эфферентная моторная афазии) и 46% – пациенты с «задним» очагом поражения (сенсорная и акустикомнестическая афазии).

Исследовались особенности психической деятельности при зрительном и слуховом восприятии стимулов.

Выводы: мы не обнаружили чѐтких различий в проявлении нейродинамических нарушений у больных с передними и задними очагами поражения коры головного мозга. Однако выявились некоторые особенности деятельности данных категорий больных:

–Скорость выполнения задания у больных с передними очагами поражения коры головного мозга ниже, чем у больных с задними очагами.

–У преобладающего большинства пациентов обеих подгрупп темп деятельности при выполнении зрительного теста носил скачкообразный характер, что говорит о быстром истощении нервной системы, о возникновении фазовых состояний с преобладанием тормозных процессов. Скачки темпа в начале выполнения задания, чаще встречающиеся у больных с передними формами афазии, указывают на наличие трудностей включения в деятельность.

–Пациенты с передним очагом поражения допускали небольшое количество ошибок, а среди пациентов с задним очагом поражения встречались и испытуемые, вообще не допустившие ошибки, и испытуемые с максимальным количеством ошибок.

104

–У больных с передним очагом поражения прослеживается четкая связь между амплитудой колебания темпа деятельности и возникновением ошибок. У больных с задним очагом эта зависимость прослеживалась неявно.

–На трудности включения в деятельность при выполнении слухового теста указывало большое количество ошибок, имеющихся у всех пациентов экспериментальной группы: у «передних» больных основными ошибками были пропуски всех видов стимулов, а у «задних» больных – неверное реагирование на нейтральные и целевые стимулы.

ПАНОВ А.И.

(Институт системного анализа РАН, Москва)

МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОНЕНТ ЗНАКА

В работе строится и исследуется модель нейрофизиологических процессов, ответственных за формирование элемента картины мира субъекта деятельности – знака. Под знаком подразумевается элемент индивидуального знания, который в соответствии с культурно-историческим подходом Л.Н. Выготского и теорией деятельности А.Н. Леонтьева состоит из четырех компонент: имени, значения, образа и личностного смысла. Используется формальное определение знака, предложенное в работах Г.С. Осипова и др.

Формирование нового знака включает в себя три основных этапа: формирование образа за счет воспроизведения свойств опосредуемого знаком объекта, порождение на основе прошлого опыта восприятия пары «образ-значение», оценка полученного значения с эталонным значением, предоставляемым культурноисторической средой. Второй и третий этапы образуют итерационный процесс, который заканчивается при получении достаточной близости конструируемого и эталонного значений формируемого знака. В настоящей работе предлагается нейрофизиологи-

105

чески правдоподобный механизм первых трех этапов образования нового элемента картины мира.

При построении модели компонент знака принимается гипотеза о том, что большая часть коры головного мозга состоит из иерархически связанных зон, состоящих, в свою очередь, из колонок нейронов. Колонки в регионе объединены латеральными связями. Предполагается, что за формирование образа и значения знака ответственны первичные, вторичные и ассоциативные части коры наряду с гиппокампом, в которых хранятся иерархически организованные последовательности паттернов. На каждом уровне иерархии используется обратная связь для предсказания поступающей информации.

На основе перечисленных основных свойств в работе строится иерархия распознающих автоматов специального вида: Rj=<A,Q,B,φ,η>. Здесь j означает уровень иерархии автомата Rj. Автомат на основе входа (элемент множества A), состоящего из поступающего вектора значений признаков с нижнего уровня иерархии и предсказывающего вектора значений признаков с верхнего уровня, в каждый момент времени с учетом текущего состояния (элемент множества Q) выдает вектор распознаваемых значений признаков (элемент множества B). Распознавание признака заканчивается при завершении определенного для данного автомата промежутка времени. Функции переходов φ и выходов η задают алгоритм работы автомата.

На основе построенной модели даются определения образа знака (совокупность формирующих образ признаков, распознаваемых набором автоматов) и значения (процедурные признаки с условиями и эффектами) и строится сходящийся алгоритм их связывания в процессе формирования нового знака.

106

ПЕТРОВ Д.М., ДОДОНОВА Ю.А., ЖУКОВ Л.Е.

(ИППИ РАН, НИУ ВШЭ)

РАЗЛИЧЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ СЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ МОЗГА В НОРМЕ И ПРИ АУТИЗМЕ НА ОСНОВЕ

АЛГОРИТМОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ

Актуальность исследований сетевых структур мозга значительно возросла в последние годы. С практической точки зрения речь идет о различении на основании сетевых характеристик мозга таких патологических состояний, как шизофрения, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, синдром дефицита внимание и гиперактивности и прочее.

Сейчас исследования такого рода немногочисленны – один из наиболее свежих обзоров в Nature Methods (июнь 2013) указывает появление соответствующих работ менее чем для двух десятков заболеваний. Число существующих исследований не превышает нескольких десятков даже для наиболее активных на сегодняшний день областей исследования (например, выявления с помощью коннектом болезни Альцгеймера и шизофрении). В то же время, до сих пор фактически отсутствуют диагностически полезные инструменты предсказания психиатрических состояний на основании данных нейровизуализации. Их поиск на сегодня во многом связан именно с анализом мозга как целостной сетевой структуры.

В докладе будут представлены результаты проведенного нами анализа открытых данных Университета Калифорния ЛосАнжелес, содержащих основанные на снимках dMRI коннектомы 43 нормально развивающихся детей и 51 ребенка с аутизмом. Мы ставили перед собой задачу построения алгоритмов машинного обучения, способных на основании данного входа (матриц смежности структурного графа) предсказать переменную выхода – наличие или отсутствие диагноза.

На сегодняшний день алгоритмы машинного обучения на коннектомах строятся в двух вариантах. Первый вариант, так называемый «мешок ребер», рассматривает все имеющиеся в

107

матрице смежности ребра в качестве признаков. Содержательная проблема такого подхода – каждое ребро рассматривается в изоляции и информация о целостной системе по существу игнорируется. Второй подход предполагает использование в качестве предикторов сетевых характеристик – как локальных (свойственных отдельным вершинам или ребрам – например, коэффициент кластеризации, центральность и т. п.), так и глобальных (характеризующих граф как целое). При этом проблема комбинирования характеристик различного типа в существующих на сегодня работах практически не решается.

Таким образом, особое внимание в докладе будет уделено построению схемы корректного отбора признаков при построении алгоритмов машинного обучения на сетевых характеристиках мозга.

ПОРТНОВА Г.В., ГЛАДУН К.В.

(ИВНД и НФ РАН)

ИЗМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПРИ ВОСПРИЯТИИ ЗВУКОВ СМЕХА И ПЛАЧА У ПАЦИЕНТОВ, ПЕРЕНЕСШИХ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВУЮ ТРАВМУ ПО СРАВНЕНИЮ

СО ЗДОРОВЫМИ ИСПЫТУЕМЫМИ И ДЕТЬМИ

Формирование эмоционального восприятия эмоций других людей неразрывно связано с процессом формирования у ребенка в процессе онтогенеза эмоциональных реакций. Восприятие эмоций имеет значительный биологический смысл, который проявляется в том, что посредством выражения и восприятия эмоций обеспечивается социальное взаимодействие между людьми, строится социальная иерархия и близкие взаимоотношения между людьми. Нарушение восприятия звуков смеха и плача приводит к нарушению взаимодействия между людьми, что наблюдается при психической и неврологической патологии.

Наше экспериментальное исследование было направлено на исследование восприятия звуков смеха и плача у детей, взрос-

108

лых и пациентов, перенесших ЧМТ. Исследование включало в себя психологическое и неврологическое обследование, запись фоновой ЭЭГ, а также запись ЭЭГ при предъявлении специально отобранных звуков смеха и плача. Запись ЭЭГ проводилась на 19-канальном энцефалографе фирмы «Энцефалан» (г. Таганрог). Исследовались мощности спектров в диапазоне от 2 до 20 Гц, проводился вейвлет-анализ, кроме того, исследовались показатели дезорганизации электрической активности у детей, взрослых и пациентов.

Результаты позволили обнаружить межполушарную асимметрию в различиях между восприятием звуков смеха и плача у здоровых испытуемых, детей и пациентов.

ПУЧКОВА А.Н.

(МГГУ им. М.А. Шолохова; ИВНД и НФ РАН);

ВЕНЕРИНА О.Г.

(МГГУ им. М.А. Шолохова)

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ИНФОРМАЦИИ

Используемый в области инструментальной оценки достоверности сообщаемой информации прибор — полиграф, с точки зрения психофизиологии является устройством для регистрации ряда физиологических параметров. Параметры дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления (АД), кожногальванической реакции (КГР) не имеют прямой связи с истинностью сообщаемой информации. В таком случае, почему они являются информативными? Методика основана на механизмах работы памяти, эмоциональной и когнитивной систем и стрессорных реакций человека.

Работа памяти у человека сопряжена с эмоциями: легче всего запоминаются эмоционально значимые моменты. При этом приоритет имеют негативные эмоции: негативный опыт лучше

109

запоминается и оказывает большее влияние на психологическое состояние человека. Воспоминание по сути своей является «реконструкцией» эпизода, включая сопровождающий его эмоциональный фон. Если человек совершает поступок, осознаваемый им как негативный или наказуемый, он испытывает эмоциональный стресс, беспокойство, страх. Эти же эмоции будут активироваться и при воспоминании о поступке, и первой целью полиграфолога оказывается активация памяти о нужном событии. Необходимость постоянно искажать содержащуюся в памяти информацию и отслеживать последовательность сообщаемых данных также является дополнительным стрессирующим фактором.

Эмоциональные реакции, в свою очередь, тесно связаны с физиологическими. Эволюционно негативные эмоции сопровождали условия и события, связанные с угрозой для безопасности или жизни. Страх, гнев, беспокойство активируют типичную реакцию «бороться или бежать». На физиологическом уровне это проявляется в активации вегетативной нервной системы: учащается пульс, повышается АД, увеличивается частота и глубина дыхания, увеличивается потоотделение. Ситуация, в которой человек осознанно стремится скрыть или исказить информацию, чтобы избежать негативных последствий, запускает те же архаические механизмы реакции на угрозу. Если само событие было связано с негативными эмоциями, то эта реакция усугубляется. В методе контрольных вопросов задачей полиграфолога является сравнение реакций на релевантные и нерелевантные вопросы. При этом контрольные вопросы подбираются таким образом, чтобы провоцировать стрессорные реакции у любого человека, а релевантные целенаправленно нейтральны: в таком случае снижается риск ложноположительных реакций, а физиологический ответ будет наблюдаться у людей, для которых предмет вопроса связан с негативным опытом или страхом наказания.

110