Особенности мозга людей, которые заикаются

Русский
figure1_summer2016-01.jpg

Автор статьи: Кейт Уоткинс (кандидат технических наук, Санкт Энн Колледж, Оксфордский университет).

К. Уоткинс возглавляет исследовательскую группу Оксфордского университета Великобритании, которая работает над расшифровкой процессов заикания в мозговой деятельности. В основе исследования лежит вопрос: существуют ли различия мозга у заикающихся и в чем они проявляются. Работа строится на практическом исследовании головного мозга у заик посредством МРТ-сканеров. Магнитно-резонансная томография абсолютно безопасна, позволяет получить подробнейшие фотографии анатомии мозга и его функций всего за несколько минут.

Согласно данным анализа результатов МРТ нескольких групп заикающихся людей, различий в структуре мозга не обнаружено, но функционально свои особенности все же присутствуют.

 

Пример МРТ-снимка головного мозга

На изображении можно увидеть серое вещество (показанное серым цветом), белое вещество (белого цвета), кости черепа и спинно - мозговая жидкость, которая омывает и поддерживает мозг (черный цвет). Кожа головы, мышцы и жировая ткань могут отображаться как различные оттенки серого.

  • Внешний слой мозга — кора головного мозга, она содержит клеточные тела нейронов, в центре котрых есть ядро, благодаря которому ткань выглядит темнее.
  • Серое вещество находится глубже, где группы клеток образуют более крупные функциональные блоки, также известные (смешения) в качестве ядер - например, базальные ганглии ядра подкорковых структур серого вещества. Эти изменения являются болезненными, вызывают двигательные расстройства, такие, например, как болезнь Паркинсона.
  • Белое вещество находится в промежутках между корой и подкорковыми ядерами. Это пучки волокон, которые несут аксоны из клеточных тел в серое вещество, чтобы взаимодействовать с нейроном в другом месте в головном мозге или в спинном мозге. Вещество называется белым потому, что действительно белое на цвет. Причина этому то, что аксоны, как правило, словно обернуты в жирное вещество под названием миелин. Благодаря ему увеличивается скорость передачи сигналов.

 

Какие открытия позволили сделать снимки МРТ

Во многих исследованиях заикания использованный метод МРТ называли диффузионно-тензорной томографии и применяли его для изучения белого вещества в головном мозге. Диффузионная МРТ способна определить ориентацию белых пучковых волокон, исследуя движение воды. Молекулы воды легко диффундируют в водянистые вещества, когда нет никаких барьеров для диффузии. Спинномозговая жидкость, которая омывает мозг очень водянистая и диффузия в нес высока во всех направлениях, потому как нет никаких барьеров.

Справочно! Диффузия — процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему объёму.

Представьте себе, как быстро и полностью капля синих чернил окрасит воду. Серое вещество по строению похоже на внутреннюю часть баклажана. Диффузия в нем низка, потому что мело воды и много клеточных тел, мембран и волокон. В белом веществе диффузия также ограничена пучками волокон. Их можно представить как волокна внутри стебля сельдерея. Эти волокна могут заполнять синие чернила и вода двигаться через них намного легче и быстрее.

В белом веществе гораздо легче вода диффундирует вдоль направления аксона пучков волокон. Это приводит к отклонению в движение воды, которое описывается с помощью математического соотношения, известной как фракционной анизотропии или индекс анизотропии FA. Показатель высок, когда вода движется в основном в одном направлении — изотропность указывала бы равные движения во всех направлениях. Путем измерения диффузии воды в большом количестве различных направлений во всех частях мозга, мы можем догадаться, при организации основной структуры белого вещества и выработать направление, в котором аксоны ориентированы внутри пучков волокон.

У людей , которые заикаются, диффузионные исследования выявили области мозга с последовательно более низкой FA по сравнению с людьми, которые говорят свободно.

Точное местоположение этого вида патологии колеблется от исследования к исследованию, но примерно соответствует области под коры, участвующей в производстве движений языка, губ и гортани. Область называется вентрально-сенсомоторная кора головного мозга. Белое вещество этого участка, как кора и подкорковые области также участвуют в управлении движением при планировании речи или ее восприятии.

 

Что значит иметь низкий FA?

Строго говоря, это значит, что не существует никакого сильного (существенного) смещения в направлении диффундирования воды. Но движение ограничено пучками волокон, содержащих аксоны нейронов оболочками в миелина. Таким образом, отсутствует организованная структура направления движения в области мозга отвечающего за речевую активность. Потоки передвигаются в нескольких направлениях, пересекают друг друга, а не выстраиваются в непрерывную очередьдля движения в одном направлении как у других людей.

Низкий показатель FA может быть вызван заболеваниями, повреждениями или быть врожденным. Например, люди с рассеянным склерозом имеют участки мозга с аномально низкой FA, потому что их аксоны теряют жирных миелиновой оболочки и их способность проводить сигналы между областями мозга быстро. К. Уоткинсону и его группе потребуется провести гораздо больше исследований, чтобы понять полученные результаты более полно, и главное, выяснить что можно предпринять, чтобы исправить это.

К. Уоткинс. 2016 год, Великобритания.

Комментарии