Апробация на выборке здоровых добровольцев комплекса парадигм фМРТ для выявления феномена «скрытого сознания»

Аннотация

Актуальность. Для диагностики феномена «скрытого сознания» на русскоязычной популяции пациентов с хроническими нарушениями сознания авторами был разработан специализированный комплекс парадигм для проведения под контролем функциональной магнитно-резонансной томографии с опорой на данные общей психологии, нейропсихологии и предшествующие исследования. Перед применением у пациентов желательно проведение его апробации на группе здоровых людей для выявления значимых кластеров активации, соответствующих парадигмам при сохранном сознании, и оценки их воспроизводимости на индивидуальном уровне.

Цель. Апробация на выборке здоровых добровольцев предложенного комплекса парадигм для диагностики феномена «скрытого сознания».

Выборка. В исследовании приняли участие 10 здоровых добровольцев (3 мужчины, 7 женщин, M = 44 года, SD = 17).

Методы. Исследование проводилось на магнитно-резонансном томографе «Magnetom Verio», «Siemens», с напряженностью магнитного поля 3 Тесла. Участникам предъявлялся иерархический комплекс из девяти пассивных и трех активных парадигм. Статистическая обработка данных осуществлялась с помощью пакета SPM12.

Результаты. При групповом анализе данных значимые кластеры активации были выявлены в шести пассивных парадигмах, охватывающих восприятие тактильных («написание» буквы на животе), слуховых неречевых (звук будильника, два музыкальных фрагмента без слов) и речевых стимулов. На индивидуальном уровне наиболее воспроизводимыми оказались слуховые речевые парадигмы с предъявлением аудиофрагмента из фильма, содержащего обсценную лексику, и имени каждого участника в рамках эффекта «коктейльной вечеринки».

Выводы. Полученные результаты позволяют применять зарекомендовавшие себя парадигмы в последующих исследованиях по выявлению феномена «скрытого сознания» на русскоязычной выборке пациентов с хроническими нарушениями сознания. Данные о зонах активации головного мозга здоровых добровольцев в ответ на каждую из парадигм обогащают теоретические представления о церебральной организации когнитивных функций.

Литература

Белкин, В.А., Поздняков, Д.Г., Белкин, А.А. (2019). Диагностика феномена когнитивно-моторного разобщения у пациентов с хроническими нарушениями сознания. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика, (11), 45–51. https://doi.org/10.14412/2074-2711-2019-3S-46-51

Корсакова, Н.К., Московичюте, Л.И. (2023). Клиническая нейропсихология: учебное пособие для вузов. Москва: Юрайт.

Лурия, А.Р. (2022). Высшие корковые функции человека. Санкт-Петербург: Питер.

Паникратова, Я.Р., Власова, Р.М., Лебедева, И.С., Синицын, В.Е., Печенкова, Е.В. (2022). Возможности методов нейровизуализации и нейростимуляции для развития теории системной динамической локализации высших психических функций. Культурно-историческая психология, 18(3), 70–80. https://doi.org/10.17759/chp.2022180310

Печенкова, Е.В., Паникратова, Я.Р., Мершина, Е.А., Власова, Р.М. (2022). Прехирургическое картирование речевых зон коры головного мозга с помощью фМРТ: актуальное состояние и тенденции. Медицинская визуализация, 26(1), 48–69. https://doi.org/10.24835/1607-0763-1094

Тонконогий, И.М., Пуанте, А. (2007). Клиническая нейропсихология. СанктПетербург: Питер.

Хомская, Е.Д. (2005). Нейропсихология. Санкт-Петербург: Питер.

Черкасова, А.Н., Яцко, К.А., Ковязина, М.С., Варако, Н.А., Кремнева, Ю.В., Рябинкина, Ю.В., Супонева, Н.А., Пирадов, М.А. (2024). Разработка комплекса парадигм фМРТ для выявления феномена «скрытого сознания»: нейропсихологические аспекты. Национальный психологический журнал, 19(2), 68–80.

Angulo-Perkins, A., Aube, W., Peretz, I., Barrios, F.A., Armony, J.L., Concha, L. (2014). Music listening engages specific cortical regions within the temporal lobes: Differences between musicians and non-musicians. Cortex, (59), 126–137. https://doi. org/10.1016/j.cortex.2014.07.013

Apkarian, A.V., Bushnell, M.C., Treede, R-D., Zubieta, J-K. (2005). Human brain mechanisms of pain perception and regulation in health and disease. European Journal of Pain, 9(4), 463–484. https://doi.org/10.1016/j.ejpain.2004.11.001

Boly, M., Coleman, M.R., Davis, M.H., Hampshire, A., Bor, D., Moonen, G., Maquet, P.A., Pickard, J.D., Laureys, S., Owen, A.M. (2007). When thoughts become action: an fMRI paradigm to study volitional brain activity in non-communicative brain injured patients. NeuroImage, 36(3), 979–992. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2007.02.047

Boly, M., Laureys, S. (2018). Functional «unlocking» bedside detection of covert awareness after severe brain damage, Brain, 141(5), 1239–1241. https://doi.org/10.1093/brain/awy080

Coleman, M.R., Davis, M.H., Rodd, J.M., Robson, T., Ali, A., Owen, A.M., Pickard, J.D. (2009). Towards the routine use of brain imaging to aid the clinical diagnosis of disorders of consciousness. Brain, 132(9), 2541–2552. https://doi.org/10.1093/brain/awp183

Eickhoff, S.B., Grefkes, C., Zilles, K., Fink, G.R. (2007). The somatotopic organization of cytoarchitectonic areas on the human parietal operculum. Cerebral Cortex, 17(8), 1800–1811. https://doi.org/10.1093/cercor/bhl090

Juslin, P.N., Sakka, L.S. (2019). Neural correlation of music and emotion. In: M.H. Thaut, D.A. Hodges (Eds.), The Oxford Handbook of Music and the Brain (pp. 108–139). Oxford: Oxford Univ. Press.

Han, M-E., Park, S-Y., Oh, S-O. (2021). Large-scale functional brain networks for consciousness. Anatomy and Cell Biology, 54(2), 152–164. https://doi.org/10.5115/ acb.20.305

Grahn, J.A., Brett, M. (2007). Rhythm and beat perception in motor areas of the brain. Journal of Cognitive Neuroscience, 19(5), 893–906. https://doi.org/10.1162/ jocn.2007.19.5.893

Meyer, M., Zysset, S., von Cramon, D.Y., Alter, K. (2005). Distinct fMRI responses to laughter, speech, and sounds along the human peri-sylvian cortex. Cognitive Brain Research, 24(2), 291–306. https://doi.org/10.1016/j.cogbrainres.2005.02.008

Nakane, T., Miyakoshi, M., Nakai, T., Naganawa, S. (2016). How the nonattending brain hears its owner’s name. Cerebral Cortex, 26(10), 4046–4056. https://doi.org/10.1093/cercor/bhv184

Owen, A.M., Coleman, M.R., Boly, M., Davis, M.H., Laureys, S., Pickard, J.D. (2006). Detecting awareness in the vegetative state. Science, 313(5792), 1402. https:// doi.org/10.1126/science.1130197

Peretz, I., Gosselin, N., Belin, P., Zatorre, R.J., Plailly, J., Tillmann, B. (2009). Music lexical networks: the cortical organization of music recognition. Annals of the New York Academy of Science, 1169(1), 256–265. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2009.04557.x

Sander, K., Scheich, H. (2005). Left auditory cortex and amygdala, but right insula dominance for human laughing and crying. Journal of Cognitive Neuroscience, 17(10), 1519–1531. https://doi.org/10.1162/089892905774597227

Schirmer, A., Fox, P.M., Grandjean, D. (2012). On the spatial organization of sound processing in the human temporal lobe: a meta-analysis. NeuroImage, 63(1), 137–147. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2012.06.025

Schiff, N.D. (2015). Cognitive motor dissociation. Following severe brain injuries. JAMA Neurology, 72(12), 1413–1415. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2015.2899

Schuster, C., Hilfiker, R., Amft, O., Scheidhauer, A., Andrews, B., Butler, J., Kischka, U., Ettlin, T. (2011). Best practice for motor imagery: a systematic literature review on motor imagery training elements in five different disciplines. BMC Medicine, 75(9). https://doi.org/10.1186/1741-7015-9-75

Scott, T.L., Gallee, J., Fedorenko, E. (2017). A new fun and robust version of an fMRI localizer for the frontotemporal language system. Cognitive Neuroscience, 8(3), 167–176. https://doi.org/10.1080/17588928.2016.1201466

Stoesz, M.R., Zhang, M., Weisser, V.D., Prather, S.C., Mao, H., Sathian, K. (2003). Neural networks active during tactile form perception: common and differential activity during macrospatial and microspatial tasks. International Journal of Psychophysiology, 50(1-2), 41–49. https://doi.org/10.1016/S0167-8760(03)00123-5

Van Kemenade, B.M., Seymour, K., Wacker, E., Spitzer, B., Blankenburg, F., Sterzer, P. (2014). Tactile and visual motion direction processing in hMT+/V5. NeuroImage, (84), 420–427. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2013.09.004