Нейроанатомические корреляты языка: исследование функционально значимых корковых зон

Участники совместного проекта

Центр языка и мозга НИУ ВШЭ (руководитель проекта - Ольга Драгой);

Центр языка и мозга НИУ ВШЭ — Нижний Новгород (руководитель проекта - Мария Худякова).

Цель научного исследования

Изучение лингвистических и нейрональных механизмов нарушений речи и их динамики у пациентов после нейрохирургических операций.

Задачи научного исследования

   сбор данных речевого тестирования до и после операции;

  сбор данных структурной магнитно-резонансной томографии разных групп пациентов (отличающихся этиологией и локализацией образования, демографическими характеристиками, тяжестью речевых нарушений);

   анализ структурных данных c помощью метода повоксельного картирования симптом-поражение;

   анализ диффузионно-взвешенных данных с помощью трактографического метода;

  анализ корреляций данных речевого теста и нейровизулизационных данных.

Мероприятия по проекту на 2024 год

• Регулярные семинары
• Обучение сотрудников тестированию, обработка МРТ изображений
•  Участие в конференциях

Анонсы и новости о ходе проекта

Результаты реализации Проекта за 2024 год

Основным фокусом исследований проекта 2024 года «Нейроанатомические корреляты языка: исследование функционально значимых корковых зон» команды Центра языка и мозга – Нижний Новгород стало изучение особенностей динамики восстановления речевых функций у пациентов, прошедших процедуру резекции головного мозга с интраоперационным картированием речевых функций и сравнение результатов речевого тестирования участников до операции, сразу после нее, и в отложенном постоперационном периоде (в катамнезе).

Проведение оперативного вмешательства зачастую ассоциируется с появлением постоперационных речевых дефицитов у пациентов. В основном речевые функции восстанавливаются в ближайшем постоперационном периоде, тем не менее, у двух из трех пациентов нарушения могут наблюдаться в хронической фазе.

В сотрудничестве с коллегами были проанализированы возможные предикторы улучшения речи в катамнезе. Целью было определить, что влияет на скорость восстановления речевых функций.

В процессе анализа было замечено, что проведение интраоперационного тестирования речевых навыков улучшило значения общего коэффициента афазии на 8% по сравнению со всей группой участников. Помимо этого, несмотря на то, что более заметное снижение уровня речевых навыков после операции предвещало худшие долгосрочные речевые результаты во всей выборке, пагубность его влияния заметно снижалась среди пациентов, прошедших интраоперационное речевое тестирование, что подтверждается значимыми двусторонними взаимодействиями между этими переменными.

Результаты проделанной работы подчеркивают важность интраоперационного картирования и мониторинга речевых функций для обеспечения успешного восстановления речи. 

Также, сотрудниками Центра проводятся исследования образцов выполнения речевых заданий у пациентов до, после операции и в катамнезе. 

В рамках исследования проводилась разметка образцов устной речи выполнения субтеста «называние объектов» стандартизированного теста РАТ у 50-ти участников исследования и 99 аудиозаписей выполнения субтеста «порождение дискурса» РАТа у 33-х пациентов для изучения лексического доступа и навыков построения дискурса (соответственно) у участников до, после операции и в катамнезе.

Исходя из проанализированных данных, сотрудники пришли к выводу, что навыки, необходимые для порождения существительных, требуют бо́льших усилий и времени для восстановления после оперативного вмешательства, чем навыки, необходимые для поддержания процессов порождения действий и понимания существительных и действий. Помимо этого, среди баллов выполнения субтеста «порождение дискурса» обнаружилась статистическая разница между двумя точками: тестированием до операции и тестированиями в катамнезе и после операции. Наиболее сильные корреляции баллов субтеста «порождение дискурса» с субтестами, оценивающими морфосинтаксические навыки и способности к лексическому доступу, подчеркивают принципиальную важность этих процессов для порождения спонтанной речи.

Промежуточные результаты исследований были представлены сотрудниками на конференциях:

«Устный дискурс до и после операций по удалению опухолей мозга», докладчик – М.В. Худякова, X Международная конференция по когнитивной науке, 26-30 июня 2024, г. Пятигорск

«Называние объектов и действий до и после резекции головного мозга», докладчик – М.В. Худякова, II Международный симпозиум «Проблемы патологии речи», 16-18 октября 2024, г. Москва

«Структурные различия в регионах лобной и височной долей у детей с различными профилями речевого развития», докладчик – Е.П. Дмитрова, II Международный симпозиум «Проблемы патологии речи», 16-18 октября 2024, г. Москва

«Порождение и понимание слов до и после операций на головном мозге», докладчик – М.В. Худякова, II Российская конференция «Заболевания мозга — вызов XXI века», 14-15 ноября 2024, г. Казань

«Уровень лексического доступа как показатель качества жизни пациентов после резекции головного мозга», докладчик – Е.С. Красилова, Первый Евразийский конгресс лингвистов, 9-13 декабря 2024, г. Москва

Работа по изучению речи до, после операции и в катамнезе, продолжается. 

Также сотрудники Центра продолжают участвовать в проведении интраоперационного картирования речи, сборе данных речевого тестирования до, после операции и в катамнезе и сборе нейровизуализационных данных.

Доклады на конференциях

Первый Евразийский конгресс лингвистов, 9-13 декабря 2024

«Уровень лексического доступа как показатель качества жизни пациентов после резекции головного мозга», докладчик – Е.С. Красилова

II Российская конференция «Заболевания мозга — вызов XXI века», 14-15 ноября 2024

«Порождение и понимание слов до и после операций на головном мозге», докладчик – М.В. Худякова

II Международный симпозиум «Проблемы патологии речи», 16-18 октября 2024

«Называние объектов и действий до и после резекции головного мозга», докладчик – М.В. Худякова

«Структурные различия в регионах лобной и височной долей у детей с различными профилями речевого развития», докладчик – Е.П. Дмитрова

X Международная конференция по когнитивной науке, 26-30 июня 2024

«Устный дискурс до и после операций по удалению опухолей мозга», докладчик – М.В. Худякова

VIII Всероссийская научная студенческая конференция НИУ ВШЭ – Нижний Новгород «Цифровые технологии в современной молодежной науке», 17-18 апреля 2024

«Различия в речевых нарушениях у пациентов с опухолями в левом и правом полушариях головного мозга», докладчик – И.В. Макарова

Семинары по академическому письму

В Центре языка и мозга регулярно проводятся семинары по академическому письму, на котором сотрудники и стажеры Центра улучшают свои навыки написания и редактирования научных текстов. Семинары устроены по принципу peer-writing groups, то есть участники читают и редактируют тексты друг друга.

Со стороны часто лучше видно, где в тексте нарушается логика, а где написано недостаточно понятно. Во время семинаров развиваются не только навыки писать связные логичные тексты, но и умение грамотно критиковать и воспринимать критику, что очень важно для работы в науке.

На семинарах по академическому письму иногда выполняются учебные задания, например, написать краткие тезисы на основе материала из научной статьи, а иногда идет работа над редактированием текстов, написанных для подачи на конференцию или в журнал. Во время семинаров были подготовлены тезисы на всероссийские и международные конференции, а также ведется работа над статьями по результатам работы в рамках проекта «Нейроанатомические корреляты языка».

Обучение нейровизуализации

С 1 по 12 апреля сотрудники нижегородского Центра языка и мозга прошли обучение методам нейровизуализации у коллег из Москвы.

На протяжении двух недель стажеры-исследователи учились работать с данными структурной и диффузионновзвешенной МРТ, обрабатывать снимки, сегментировать очаги поражения и реконструировать проводящие пути (тракты) белого вещества головного мозга.

В течение первой недели сотрудники обучались работе с данными структурной МРТ и выделению поражений головного мозга по МРТ-снимкам под руководством научного сотрудника московского ЦЯиМ Алины Миннигуловой.

На второй неделе проводилось обучение обработке данных диффузионно-взвешенной МРТ. Сотрудники нижегородского ЦЯиМ имели возможность научиться проводить все этапы работы: от конвертирования МРТ-файлов до реконструкции проводящих путей белого вещества. Как отмечают исследователи, эта поездка стала возможностью обновить свои знания о нейровизуализации, нейроанатомии и многом другом, а также получить новые навыки и опыт работы с инструментами нейровизуализации. 
Кроме того, некоторые стажеры ЦЯиМ смогли не только развить собственные исследовательские навыки, но и стать испытуемыми в исследованиях коллег.


Так, Капитолина Унтила, Ольга Тасенко и Ирина Макарова приняли участие в исследовании картирования речи при помощи транскраниальной магнитной стимуляции. Участие в этом исследовании стало для стажеров ценным опытом: они получили возможность познакомиться с методами нейролингвистических исследований и внесли свой вклад в науку, помогая лучше понять механизмы речи.

Сотрудники нижегородского ЦЯиМ хотели бы поблагодарить коллег из Москвы, в частности Алину Миннигулову, за оказанное гостеприимство и неоценимую помощь в обучении.

Полученные навыки будут применяться для работы над Межкампусным проектом по изучению нейроанатомических коррелятов языка.

Нейропятница «Проекты Центра Языка и Мозга»

В пятницу 22.03 прошла очередная нейропятница, посвященная основным проектам Центра Языка и Мозга. Сотрудники рассказали чем занимаются сейчас, какие направления скоро будут развиваться, и как присоединиться к работе.

Стажер-исследователь Ирина Макарова рассказала, как нейролингвисты могут помочь хирургам во время операции. В мозге за речевые функции отвечают разные центры – как корковые представительства, так и тракты белого вещества. Если в мозге возникают повреждения (опухоль, инсульт и т.п.), задевающие речевые центры, то могут возникнуть нарушения высших психических функций, в том числе и речи.

В ЦЯиМ мы занимаемся работой с пациентами, проходящими через удаление опухолей головного мозга. В первую очередь, для всех пациентов (по просьбе хирургов) проводится специальное тестирование Русским Афазиологическим Тестом до, сразу после и спустя 3 месяца после операции. Если планируется операция с пробуждением, то добавляются интраоперационные тесты, проводимые до операции и прямо во время нее. Нейролингвисты взаимодействуют с пациентом, проводят тесты и поддерживают его речь. Такой подход позволяет убедиться, что никакие речевые центры не были повреждены во время операции, и речь пациента останется в сохранности.

Стажеры-исследователи Евгения Парешина и Елизавета Дмитрова поделились информацией об исследованиях детской речи. Одно из направлений работы, которое на протяжении долгого времени развивалось в ЦЯиМ — изучение процессов чтения у типично развивающихся детей и детей с дислексией. Исследователи разработали тест для оценки навыков чтения младших школьников“ КАРАСИК” и доказали эффективность текстов, используемых в процедуре оценки навыков чтения. Кроме того, исследователи доказали, что тексты можно представлять как в бумажной, так и в электронной форме, и это никак не повлияет на результаты тестирования. Также, совместно с коллегами из московского ЦЯиМ и ПИМУ проводится исследование нейроанатомических коррелятов речевых нарушений речи у детей, с результатами которого мы будем знакомиться на последующих нейропятницах.

Научный сотрудник Центра Елена Красилова рассказала о будущем проекте по изучению речи людей с ментальными расстройствами. Планируется сбор соответствующих речевых данных, работа с корпусами и применение методов машинного обучения.

Кроме того, исследователи рассказали про свои курсовые работы. Ольга Тасенко поделилась информацией о своей работе о выявлении шизофрении по акустическим признакам с помощью моделей машинного обучения. Дарья Капитанова и Анастасия Губаренко представили исследование о синдроме иностранного акцента у детей с расстройством аутистического спектра.

Мы благодарим всех выступающих и слушателей за участие в этой нейропятнице и с нетерпением ждем всех на следующей!