Психофизиологические механизмы внутреннего проговаривания при заикании

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Выявление психофизиологических механизмов внутреннего проговаривания у здоровых людей позволит улучшить работу современных интерфейсов мозг — компьютер, использующих распознавание мыслительных команд. Изучение мозговых механизмов внутреннего проговаривания у людей с заиканием позволит приблизить решение вопроса о причинах данного дефекта речи и создать новые или улучшить существующие способы его коррекции. Цель исследования — сравнение психофизиологических механизмов внутреннего проговаривания и восприятия слов у людей в норме и при заикании. У 35 человек (25 норма, 10 заикающиеся) регистрировалась 19-канальная ЭЭГ при выполнении задания на прослушивание и внутреннее проговаривание четырех слов (сахар, шашлык, ракета, р’акета). Анализ записей проводился с помощью нового метода — «виртуально вживленный электрод» (Патент RU 2 785 268 C1, разработчик А.В. Вартанов), с помощью которого была реконструирована активность в ряде областей мозга, в том числе в шести областях интереса: зона Брока, зона Вернике и симметричные им области мозга справа, а также мозжечок билатерально. Полученные данные активности сравнивались у групп нормы и людей с заиканием. Сравнение выявило значимые различия реконструированой электрической активности с акцентом на гиперактивацию у заикающихся по сравнению с группой контроля при прослушивании и внутреннем проговаривании слов: в зоне Брока, симметричной ей зоне справа, а также в коре мозжечка билатерально. Таким образом, процесс восприятия и внутреннего проговаривания слов у группы нормы и заикающихся отличается. Значимые различия реконструированной электрической активности в зоне Брока можно объяснить ее непосредственным участием в продуцировании речи, а в коре мозжечка — его вспомогательной ролью в реализации моторного компонента речи. Отсутствие различий в зоне Вернике можно рассматривать как следствие отсутствия слуховой обратной связи при внутреннем проговаривании.

Об авторах

Александр Валентинович Вартанов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: a_v_vartanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8844-9643
SPIN-код: 9511-2918

кандидат психологических наук, старший научный сотрудник, кафедра психофизиологии

Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

Андрей Александрович Кисельников

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: kiselnikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9848-5322
SPIN-код: 1895-9026

кандидат психологических наук, старший научный сотрудник, кафедра психофизиологии

Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

Василиса Дмитриевна Абросимова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: vasilisaabr@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0009-9296-714X

лаборант кафедры психофизиологии, факультет психологии

Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

Вероника Максимовна Зубко

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: q158veronika@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-2513-8359

аспирант кафедры психофизиологии, факультет психологии

Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, 1

Дарья Алексеевна Леонович

Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации

Email: dagubareva@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-3028-2278

аспирант

Российская Федерация, 119606, Москва, проспект Вернадского, 84с1

Ольга Владимировна Шевалдова

Федеральный исследовательский центр оригинальных и перспективных биомедицинских и фармацевтических технологий

Email: shevaldova_ov@academpharm.ru
ORCID iD: 0000-0001-8577-4280
SPIN-код: 9395-5102

младший научный сотрудник

Российская Федерация, 125315, Москва, Балтийская улица, 8

Мария Дмитриевна Крысько

Российский государственный гуманитарный университет

Email: mariya.krysko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9263-5203

ассистент кафедры общей психологии, Институт психологии имени Л.С. Выготского

Российская Федерация, 125047, Москва, Миусская площадь, 6с6

Список литературы

  1. Alderson-Day, B., Weis, S., McCarthy-Jones, S., Moseley, P., Smailes, D., & Fernyhough, C. (2016). The brain’s conversation with itself: Neural substrates of dialogic inner speech. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 11(1), 110–120. https:// doi.org/10.1093/scan/nsv094
  2. Biermann-Ruben, K., Salmelin, R., & Schnitzler, A. (2005). Right rolandic activation during speech perception in stutterers: A MEG study. NeuroImage, 25(3), 793–801. https:// doi.org/10.1016/j.neuroimage.2004.11.024
  3. Chang, S.-E., Kenney, M.K., Loucks, T.M.J., & Ludlow, C.L. (2009). Brain activation abnormalities during speech and non-speech in stuttering speakers. NeuroImage, 46(1), 201–212. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2009.01.066
  4. D’Ausilio, A., Pulvermüller, F., Salmas, P., Bufalari, I., Begliomini, C., & Fadiga, L. (2009). The motor somatotopy of speech perception. Current Biology, 19(5), 381–385. https://doi.org/10.1016/j.cub.2009.01.017
  5. De Nil, L.F., Kroll, R.M., Kapur, S., & Houle, S. (2000). A positron emission tomography study of silent and oral single word reading in stuttering and nonstuttering adults. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 43(4), 1038–1053. https://doi.org/10.1044/jslhr.4304.1038
  6. Forster, D.C., & Webster, W.G. (2001). Speech-motor control and interhemispheric relations in recovered and persistent stuttering. Developmental Neuropsychology, 19(2), 125–145. https://doi.org/10.1207/s15326942dn1902_1
  7. Foundas, A.L., Corey, D.M., Angeles, V., Bollich, A.M., Crabtree–Hartman, E., & Heilman, K.M. (2003). Atypical cerebral laterality in adults with persistent developmental stuttering. Neurology, 61(10), 1378–1385. https://doi.org/10.1212/01.wnl.0000094320.44334.86
  8. Fowler, C.A. (2016). Speech perception as a perceptuo-motor skill. In Neurobiology of Language (pp. 175–184). London: Academic Press. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-407794-2.00015-8
  9. Fridriksson, J., Moss, J., Davis, B., Baylis, G.C., Bonilha, L., & Rorden, C. (2008). Motor speech perception modulates the cortical language areas. NeuroImage, 41(2), 605–613. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2008.02.046
  10. Gavrilenko, Yu.Yu., Saada, D.F., Shevchenko, A.O., & Ilyushin, E.A. (2019). A review on internal pro-nouncing recognition methods based on electroencephalogram data. Modern Information Technologies and IT-Education, 15(1), 164–171. (In Russ.) https://doi.org/10.25559/SITITO.15.201901.164-171
  11. Glukhov, V.P. (2005). Fundamentals of psycholinguistics. Moscow: AST Publ. (In Russ.)
  12. Guenther, F.H., & Vladusich, T. (2012). A neural theory of speech acquisition and production. Journal of Neurolinguistics, 25(5), 408–422. https://doi.org/10.1016/j.jneuroling.2009.08.006
  13. Halag-Milo, T., Stoppelman, N., Kronfeld-Duenias, V., Civier, O., Amir, O., Ezrati-Vinacour, R., & Ben-Shachar, M. (2016). Beyond production: Brain responses during speech perception in adults who stutter. NeuroImage: Clinical, 11, 328–338. https://doi.org/10.1016/j.nicl.2016.02.017
  14. Hickok, G. (2012). Computational neuroanatomy of speech production. Nature Reviews Neuroscience, 13(2), 135–145. https://doi.org/10.1038/nrn3158
  15. Hickok, G., & Poeppel, D. (2007). The cortical organization of speech processing. Nature Reviews Neuroscience, 8(5), 393–402. https://doi.org/10.1038/nrn2113
  16. Hickok, G., Houde, J., & Rong, F. (2011). Sensorimotor integration in speech processing: Computational basis and neural organization. Neuron, 69(3), 407–422. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2011.01.019
  17. Ivanov, А.А. (2023). Overview of mathematical EEG analysis. Quantitative EEG. Epilepsy and Paroxysmal Conditions, 15(2), 171-192. (In Russ.) https://doi.org/10.17749/2077-8333/epi.par.con.2023.154
  18. Jäncke, L., Hänggi, J., & Steinmetz, H. (2004). Morphological brain differences between adult stutterers and non-stutterers. BMC Neurology, 4(1), 23. https://doi.org/10.1186/1471-2377-4-23
  19. Karpova, N.L., Nikolaeva, E.I., Dobrin, A.V., & Poprik, Y.B. (2023). Neuropsychological and psychophysiological studies in logopsychotherapy: In memory of J.M. Glozman. Lurian Journal, 4(2), 60–80. https://doi.org/10.15826/lurian.2023.4.2.4
  20. Langland-Hassan, P., & Vicente, A. (Eds.). (2018). Inner speech: New voices. Oxford: Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/oso/9780198796640.001.0001
  21. Lee, B.S. (1951). Artificial stutter. Journal of Speech and Hearing Disorders, 16(1), 53–55. https://doi.org/10.1044/jshd.1601.53
  22. Lu, C., Long, Y., Zheng, L., Shi, G., Liu, L., Ding, G., & Howell, P. (2016). Relationship between speech production and perception in people who stutter. Frontiers in Human Neuroscience, 10, 224. https://doi.org/10.3389/fnhum.2016.00224
  23. Martin, S., Iturrate, I., Millán, J.D.R., Knight, R.T., & Pasley, B.N. (2018). Decoding inner speech using electrocorticography: Progress and challenges toward a speech prosthesis. Frontiers in Neuroscience, 12, 422. https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00422
  24. McGuire, P.K., Silbersweig, D.A., Murray, R.M., David, A.S., Frackowiak, R.S.J., & Frith, C.D. (1996). Functional anatomy of inner speech and auditory verbal imagery. Psychological Medicine, 26(1), 29–38. https://doi.org/10.1017/s0033291700033699
  25. Missylovin, L.Ya., & Urova, M.S. (2015). Overcoming stuttering in adolescents and adults using devices such as ACORUS. Scientific-Methodological Electronic Journal “Koncept”, (S23), 46-50. (In Russ.)
  26. Shevchenko, A.O., & Vartanov, A.V. (2022). Comparison of the mechanisms of phonemic aware-ness and internal pronunciation of phonemes and syllables: EEG and fMRI study. Russian psychological journal, 19(4), 185–210. (In Russ.) https://doi.org/10.21702/rpj.2022.4.13
  27. Shevchenko, A.O., & Vartanov, A.V. (2023). Evoked articulatory response during internal and external speech. Modern Science: actual problems of theory and practice. Series of “Cognition”, (1), 108–111. (In Russ.) https://doi.org/10.37882/2500-3682.2023.01.20
  28. Si, X., Li, S., Xiang, S., Yu, J., & Ming, D. (2021). Imagined speech increases the hemodynamic response and functional connectivity of the dorsal motor cortex. Journal of Neural Engineering, 18(5), 056048. https://doi.org/10.1088/1741-2552/ac25d9
  29. Sommer, M., Koch, M.A., Paulus, W., Weiller, C., & Büchel, C. (2002). Disconnection of speech-relevant brain areas in persistent developmental stuttering. The Lancet, 360(9330), 380–383. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(02)09610-1
  30. Vartanov, A.V. (2022). A new method of localizing brain activity using the scalp EEG data. Procedia Computer Science, 213, 41–48. https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.11.036
  31. Vartanov, А.V. (2023). A new approach to spatial localization of EEG-based electrical activity. Epilepsy and Paroxysmal Conditions, 15(4), 326–338. (In Russ.) https:// doi.org/10.17749/2077-8333/epi.par.con.2023.177
  32. Vartanov, A.V., & Shevchenko, A.O. (2022). Psychophysiological mechanisms of internal pronunciation of phonemes. Lomonosov Psychology Journal, (1), 201–220. (In Russ.) https://doi.org/10.11621/vsp.2022.01.09
  33. Watkins, K.E., Smith, S.M., Davis, S., & Howell, P. (2008). Structural and functional abnormalities of the motor system in developmental stuttering. Brain, 131(1), 50–59. https://doi.org/10.1093/brain/awm241
  34. Weber-Fox, C. (2001). Neural systems for sentence processing in stuttering. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 44(4), 814–825. https://doi.org/10.1044/1092-4388(2001/064)
  35. Zhang, N., Yin, Y., Jiang, Y., & Huang, C. (2022). Reinvestigating the neural bases involved in speech production of stutterers: An ALE meta-analysis. Brain Sciences, 12(8), 1030. https://doi.org/10.3390/brainsci12081030

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».