Картография мозга

Иногда заболевания головного мозга не лечатся лекарствами и требуют нейрохирургической операции — например, она может быть необходима в случае эпилепсии или опухоли головного мозга. Операция требует ювелирной работы нейрохирурга: ему нужно удалить патологический участок мозга, но сохранить прилегающие области, необходимые для различных функций: движения, памяти, арифметических операций, речи. От сохранности функционально значимых областей зависит, останутся ли сохранными после операции соответствующие функции, а значит, сможет ли человек вести привычный образ жизни, без проблем общаться с окружающими, сохранить работу или продолжить учебу.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Расположение функционально значимых областей в мозге индивидуально, поэтому перед нейрохирургической операцией важно определить, где именно они находятся у конкретного человека. Нейролингвисты из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ совместно с врачами из Национального медико-хирургического центра имени Н. И. Пирогова разрабатывают методики картирования областей, критически важных для речевой функции, то есть для способности говорить, подбирать слова и составлять из них предложения, понимать речь других, читать, писать.

В качестве «золотого стандарта» используется картирование речевых зон методом прямой электрической стимуляции непосредственно во время нейрохирургической операции. Но иногда данные о том, где расположены речевые зоны у конкретного человека, нужны нейрохирургам еще до операции, чтобы спланировать ее тактику. Например, в то время как у большинства правшей речевая функция опирается на левое полушарие головного мозга, у левшей и амбидекстров она также может опираться и на правое полушарие или на оба полушария в равной степени. Если нейрохирург будет заранее знать, какой из этих вариантов относится к конкретному пациенту, он сможет оптимально спланировать операцию: например, понять, нужно ли проводить во время нее дальнейшее картирование речевых зон с помощью прямой электрической стимуляции.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Чаще всего предоперационное картирование речевых зон проводят методом функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Человек лежит в томографе — абсолютно таком же, как для выполнения любой процедуры МРТ. Но выполняет речевые задания, которые предъявляются на экране или через наушники. Анализ данных показывает, какие зоны головного мозга были активны при выполнении задания конкретным человеком. При этом достоверность результатов сильно зависит от того, насколько удачно подобрано речевое задание: не является ли оно слишком сложным или слишком простым, насколько полно оно задействует все уровни и компоненты речевой функции. На английском языке разработан большой выбор протоколов фМРТ с различными речевыми заданиями, на русском же языке подобных разработок гораздо меньше.

Нейролингвисты из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ разработали первый русскоязычный протокол фМРТ, где используется речевое задание на заканчивание предложений. А именно, пациент видит на экране предложения с пропущенным последним словом (например, «Бабушка варит вкусный…»). Ему нужно прочитать предложение вслух и закончить его подходящим словом: например, «суп», «борщ» или «компот». Задание на заканчивание предложений уникально тем, что оно комплексно задействует множество процессов, относящихся к речевой функции: нужно и прочитать предложение, и понять смысл прочитанного, и подобрать подходящее по смыслу слово, и поставить его в нужную грамматическую форму, и произнести предложение вслух. Таким образом, задание активирует зоны мозга, ответственные не за какой-то отдельный аспект речевой функции (например, только за чтение или вспоминание слов), а за сложный комплекс процессов, необходимых для использования речи в реальной жизни.

На первом этапе апробации протокол фМРТ был протестирован в контрольной группе добровольцев без каких-либо неврологических заболеваний. В нее вошли 18 русскоязычных взрослых в возрасте от 30 до 53 лет, причем каждый из них проходил протокол дважды, с промежутком в несколько недель. Результаты тщательного анализа результатов контрольной группы показали, что задание на заканчивание предложений действительно вызывало активацию в ожидаемых областях лобной, височной и теменной доли головного мозга. Протокол также успешно выявлял индивидуальные различия в латерализации речевой функции, то есть в том, в какой степени она опирается на левое и правое полушарие головного мозга у конкретного человека. Наконец, результаты первого и второго прохождения протокола одними и теми же добровольцами оказались аналогичными, что также доказывает его надежность.

Теперь, когда разработанный протокол фМРТ показал свою достоверность в контрольной группе здоровых добровольцев, исследователи из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ и Национального медико-хирургического центра имени Н. И. Пирогова проводят самый важный этап его апробации — апробацию в клинической практике. Протокол применяется для картирования речевой функции перед нейрохирургическими операциями у пациентов с опухолями головного мозга и эпилепсией. Результаты используются нейрохирургами для планирования операций. Когда будет накоплен большой массив клинических данных, можно будет сделать окончательные выводы о пользе протокола в клинической практике, а также проследить закономерности в том, от каких индивидуальных характеристик пациентов (например, возраста, пола, ведущей руки, владения языками, клинических особенностей) зависят результаты картирования речевой функции.

Светлана Малютина, старший научный сотрудник, заместитель директора Центра языка и мозга НИУ ВШЭ