Депрессия, дислексия и дефицит внимания. Как проблемы рабочей памяти связаны с ментальными расстройствами

Плохая пространственная и звуковая память

СДВГ — синдром дефицита внимания и гиперактивности

Фил казался обычным ребенком, неугомонным, стремящимся изучать окружающий мир. Он с интересом проводил опыты в компании сверстников, записывал полученные, по-детски наивные результаты, пытался утолить постоянную жажду знаний. Когда пришла пора идти в школу, родители вздохнули с облегчением: наконец-то Фил получит доступ к тому, что так активно искал, — к информации.

Однако в школе дела складывались не лучшим образом. Учителя жаловались на Фила: он постоянно ерзал на стуле, раскачивался, без остановки задавал вопросы, далеко не всегда связанные с изучаемой темой. Ребенок всё время отвлекался, не мог сконцентрироваться, плохо решал задачи и тесты, а в домашних работах делал много ошибок. Вскоре педагоги отметили, что он хуже остальных читает и считает, однако никто не спорил с тем, что ребенок очень смышленый. Дома Фил не переставал заниматься своими экспериментами, но теперь родители обратили внимание, что он редко доводил их до конца. Более того, мальчик стал чаще жаловаться на усталость и плохой сон.

Что такое рабочая память и как она устроена

Анатомия принятия решений: что такое рабочая память и можно ли ее улучшить

Учителя пригласили родителей для беседы. Они утверждали, что у Фила синдром дефицита внимания и гиперактивности. Мысль, что их ребенка считают «ненормальным», возмутила родителей. Через несколько месяцев Фила перевели в другую школу, где ситуация повторилась…

В конце концов родители прислушались к советам учителей, ведь жалобы на Фила не прекращались. Несмотря на укоренившийся в сознании родителей стереотип, что поход к психологу — фактически признание «ненормальности», они всё же решились на этот шаг.

Невролог попросил родителей внимательно наблюдать за поведением ребенка, он проводил многочисленные интервью с Филом и его учителями, заставлял мальчика выполнять различные психологические тесты. Через 6 месяцев работы он поставил диагноз — СДВГ, потому что как минимум 6 симптомов данного расстройства непременно проявлялись в течение всего периода обследования.

СДВГ — один из самых противоречивых синдромов в неврологии. Он относится к психическим расстройствам и расстройствам поведения (категория F по Международной классификации болезней), от которых страдают примерно 4% населения. Однако цифра приблизительная, так как немногие родители решаются пойти с этой проблемой к врачам и боятся навесить на ребенка ярлык «психически нездорового». Взрослые же просто не признают СДВГ. Поэтому, несмотря на то что это заболевание имеет конкретные причины и успешно лечится, от него страдает значительно больше людей, чем указанные 4%.

Американский психолог Вайолет Оклендер писала, что дети, подобные Филу, «не владеют своим телом», «суетливы и много двигаются на месте», «испытывают трудности в учебе, вызванные недостаточной способностью к восприятию зрительных, слуховых, а иногда и тактильных образов». СДВГ — это расстройство, с которым нужно бороться, поскольку пренебрежительное отношение к нему зачастую оборачивается образовательными и социальными проблемами.

Вскоре Фил попал в лабораторию Франсиско Кастелланоса, изучающего неврологические основы СДВГ. Ученый проводил исследования с применением функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и с ее помощью продемонстрировал, что у Фила и других подобных детей немного отличается анатомия мозга: объем префронтальной коры и мозжечка чуть меньше, чем у обычных детей. Впрочем, к 15 годам разница нивелировалась. Кастелланос также показал, что у людей с поражениями в этих областях никогда не наблюдается СДВГ.

Исследователь Рассел Барклей, наблюдая за развитием ситуации, предложил свою интерпретацию событий. Так как префронтальная кора связана с рабочей память, возможно, именно ее нарушения лежат в основе СДВГ. Эту идею подхватил другой ученый, Ларри Сьедманн, который, используя задачу на рабочую память (n-back-задачу), показал, что у взрослых с СДВГ наблюдается меньшая активность в левой нижней затылочной доле и мозжечке.

N-back-задача позволяет проверить способность рабочей памяти к обновлению ее содержимого. Участникам показывают серию букв (звуков, изображений и т. п.). Они должны сказать, является ли данный стимул таким же, как N шагов назад. Соответственно, N может быть равным единице, двум, трем и т. д. Чем больше N, тем сложнее задача.

За время проводимых исследований Фил вырос и сам стал заниматься научными изысканиями. Он заинтересовался идеей проблем с рабочей памятью и изучил модель рабочей памяти, предложенную Аланом Бэддели.

Поскольку дети с СДВГ показывали низкие результаты при решении аудиально-пространственной задачи на память, исследователи сделали вывод, что СДВГ вызван проблемами в развитии фонологической петли — компонента, ответственного за обработку вербальной и объектной информации.

Дальнейшее углубление в изучение проблем, возникающих в рабочей памяти при СДВГ, позволило обнаружить, что расстройство может быть связано с нарушением обмена нейромедиатора дофамина во фронтальной коре и проблемами мозжечка. А это означало, что если как-то повлиять на них, то можно избавить человека от данного синдрома.

Фил был удивлен, выяснив это. Он уже знал, что рабочая память зависит в первую очередь от деятельности лобно-теменной сети. Однако, углубившись в исследования СДВГ, он убедился, что мозжечок, долгое время считавшийся исключительно двигательным центром нашего тела, также играет значительную роль в деятельности рабочей памяти. Хотя обычно этой части мозга ученые не уделяли должного внимания.

Таким образом, отчасти благодаря исследованию пациентов с СДВГ, ученые открыли еще одну зону, вовлеченную в рабочую память, — мозжечок. В то же время, изучая рабочую память, они смогли обнаружить возможные механизмы развития СДВГ — проблемы фонологической петли.

Кстати, Фил освободился от СДВГ. Постепенно ему стало легче концентрироваться, общаться и учиться.

Врачи узнали, что Фил, опираясь на научные данные, использовал для обучения другие педагогические форматы — преимущественно аудиальные и двигательные, которые позволяли не только тренировать фонологическую петлю, но и тратить энергию тела. Вместе с тем он применял различные упражнения для развития рабочей памяти и внимания.

Кроме того, Фил некоторое время работал с психологом Вайолет Оклендер. На занятиях она использовала успокаивающие виды деятельности, которые снимали психологическое напряжение: работа с глиной, песком, водой, пальчиковое рисование красками. В своей практике Оклендер применяла и работу с деревом (строительство, моделирование) — это помогало детям активировать кинестетику. Конечно, всё это время Фил принимал ряд лекарственных препаратов, которые позволяли контролировать активность нейромедиаторов мозга.

В итоге освобождение от синдрома дефицита внимания и гиперактивности стало следствием как психотерапевтических воздействий, так и лекарственных. Но что сыграло бо́льшую роль, Фил не знает.

Расстройства обучения

Теперь Фил работает в школе: обучает детей с особенностями. И параллельно изучает их, пытаясь выявить проблемы рабочей памяти и их связь со способностью к обучению. К Филу приходит всё больше родителей, которые жалуются на школьные результаты своих детей. Удивительно, но, как правило, эти результаты не связаны с СДВГ, а тесты на интеллектуальные способности говорят, что дети смышленые и способны на многое.

Фил предположил, что у таких детей расстройство способности к обучению. Они почти ничем не отличаются от сверстников, однако им гораздо сложнее читать, считать и писать. Изучив литературу, Фил узнал о существовании 4 подобных расстройств:

• Дискалькулия — невозможность решать математические примеры.
• Дислексия — нарушение способности к овладению навыками чтения и письма (фонемно-графическими знаниями). Дети с дислексией читают значительно медленнее сверстников и из-за этого почти не понимают смысла прочитанного.
• Специфическое расстройство речи (SLI) — неожиданная неспособность ребенка с нормальным интеллектом развить языковые навыки на уровне сверстников, которая встречается примерно у 7% детей детсадовского возраста, преимущественно мальчиков. Таким детям трудно осваивать формы слов и грамматические конструкции, у них возникают сложности с пониманием семантических конструкций, что может впоследствии вылиться в проблемы эмоциональной сферы. Это расстройство отличается от дислексии, хотя некоторые симптомы общие и обе проблемы могут сосуществовать.
• Дисграфия — нарушение способности осмысленно и правильно писать.

Из-за названных проблем дети учатся хуже и медленнее. Успехи, которых они теоретически могли бы достичь, на практике оказываются значительно скромнее, чем ожидалось.

Эти дети получают средние и высокие результаты при выполнении интеллектуальных тестов, однако испытывают трудности с правильным произношением, быстрым чтением, написанием и подсчетами.

Фил познакомился с известным исследователем Ли Свенсоном, который посвятил себя изучению расстройств рабочей памяти. Свенсон предположил, что и чтение, и письмо, и счет зависят от рабочей памяти. Логично, что ядром развития подобных расстройств также служит фонологическая петля, ведь все названные проблемы связаны с символами и словами.

И чтение, и письмо требуют от человека удерживать в активной зоне памяти смысл, извлекать значения слов из долговременного хранилища, интегрировать их с получаемой информацией. Всё это происходит в рабочей памяти.

Основываясь на данном предположении, Свенсон разработал целый ряд тестов для рабочей памяти, с помощью которых можно диагностировать текущие или будущие проблемы с обучением. Одна из задач, которая часто использовалась учеными, — заполнение пропусков в тексте. Для ее выполнения требуется как понимание текста и представление его смысловой картины, так и поиск нужного слова и кодирование его в ряд мелких моторных действий, осуществляемых при письме.

Позже Фил встретился с Уэйном Лазаром и Франком Ятчиком, которые продемонстрировали, что расстройства обучения могут быть связаны с лобной корой, левой теменной корой, а также с той областью мозга, которая связывает два полушария, — мозолистым телом.

Читайте также

Как депрессия и эпилепсия влияют на память?

Левое полушарие мозга чаще всего активируется при выполнении тестов на вербальную связь, поэтому идея о влиянии проблем в развитии фонологической петли получила распространение. Свенсон предположил, что дети, которым трудно читать, могут не проговаривать текст про себя, из-за чего у них нарушается кратковременное запоминание. И здесь нужно вспомнить про скорочтение, в рамках которого именно проговаривание про себя считают главной причиной медленного темпа чтения.

Фила задался вопросом: почему у людей с проблемами в вербальном компоненте рабочей памяти не наблюдаются проблемы с интеллектом. Свенсон предположил, что, возможно, такие пациенты используют различные компенсаторные стратегии, к примеру, опираются на визуальную память вместо аудиальной, когда учатся.

Последующие эксперименты показали Филу, что не только фонологическая петля — причина всех бед его учеников. На самом деле у студентов с расстройством способности к обучению были проблемы и с другим компонентом рабочей памяти — визуально-пространственным блокнотом. Они плохо выполняли тесты на визуальную память, если имели проблемы со счетом, и наоборот.

Фил нашел график, из которого ясно видно, что дети с трудностями в чтении или в счете хуже решают задачи на вербальную память, а если оба расстройства проявляются вместе, то вербальная рабочая память ухудшается еще больше. В то же время собственно визуальная рабочая память влияет лишь на навыки счета и ситуацию, когда присутствуют оба нарушения.

Фил углубился в исследование визуально-пространственного компонента и обнаружил, что он может быть нарушен у детей с другим симптомом — расстройством координации развития (~6% населения). Алекс, мальчик из класса Фила с таким нарушением, очень неуклюж. Его рисунки выглядят странно, потому что ему трудно прорисовывать детали. Он плохо контролирует свое тело и его позы, из-за чего с ним сложно общаться. На уроках физкультуры Алекс часто становится объектом насмешек, потому что не может даже просто бросить и поймать мяч.

Кроме того, у Алекса плохая осанка, а порой он не может сообразить, какой рукой воспользоваться для решения той или иной задачи.

Лонгитюдные (длительные) исследования таких детей в течение 3 лет показали, что впоследствии у них появляются проблемы с чтением и пониманием речи. Поэтому важно вовремя заметить развивающееся расстройство и разработать индивидуальную программу обучения ребенка. Трейси Эллоуэй показала, что детям с подобными проблемами тяжело решать задачи, где нужно определить размер объекта, его положение в пространстве или расстояние до предмета.

С нейрологической точки зрения координационное расстройство может быть следствием незрелости моторной части неокортекса, которая ответственна за то, чтобы передавать двигательные команды телу. К сожалению, подобная неразвитость коры часто сохраняется и во взрослом возрасте, приводя к социально-эмоциональным проблемам.

Судя по всему, неразвитость визуально-пространственного блокнота постепенно охватывает всю рабочую память, влияя и на фонологическую петлю, из-за чего появляются проблемы с чтением.

Фил понял, что связь нарушений в компонентах рабочей памяти с расстройствами обучения можно использовать для своевременного обнаружения последних. Он стал применять специальную батарею тестов на рабочую память (Working memory test battery for children), чтобы диагностировать расстройства и разрабатывать специальные программы обучения.

Подобные программы включают в себя специальные упражнения, направленные на тренировку двигательных навыков и внимания. Помимо этого, так как сегодня вариантов лечения немного, Фил предложил физическую терапию, основная идея которой в том, что чем больше двигаешься, тем больше учишься делать это правильно. Он постарался создать благоприятную и комфортную среду на своих занятиях, ведь одна из проблем таких детей — низкая самооценка, которая формируется отчасти из-за насмешек сверстников. Фил рекомендует детям быть изобретательными: например, если у них не получается что-то записать, он предлагает использовать другие средства памяти — диктофон, маркерную доску и т. д.

Пример Фила и его учеников показывает, что плохая рабочая память может служить фактором риска в развитии расстройств обучения. А это означает, что ее можно использовать для скрининга таких детей, чтобы вовремя разработать для них специальные программы обучения, которые помогут компенсировать когнитивные недостатки.

Расстройства обработки информации

Депрессия и руминации

Франц, Эрнст и Эдгар — три таланта, которые во взрослой жизни столкнулись с серьезным расстройством, отнимающим ресурсы у рабочей памяти. Они страдали от резких перепадов настроения, ощущали гнетущее одиночество, а порой не могли заставить себя что-либо делать, даже есть. Психиатры обозначили все симптомы простым, но многозначным названием — большое депрессивное расстройство.

Трем молодым людям, а также лицам, имеющим сходные диагнозы, ученые предложили пройти исследование. Целью было понять, как их заболевание влияет на рабочую память. Для этого использовали методику «n-back-задача», описанную выше.

Оказалось, что у пациентов с депрессией активность префронтальной коры была значительно выше, чем у обычных испытуемых.

Впрочем, на результаты выполнения задачи это не влияло. Дополнительно у пациентов наблюдалась сильная активность в передней поясной извилине.

Префронтальная кора — хаб многих когнитивных функций, она играет важную роль в организации общения нейронов коры больших полушарий с древними лимбическими структурами мозга, которые мы традиционно ассоциируем с эмоциями. Именно эту зону мозга отождествляют с центральным процессором рабочей памяти, который выделил Алан Бэддели. Нарушения в работе центрального процессора могут приводить к патологическим изменениям в этой области (уменьшение нейронов и их связей друг с другом), и вызывать проблемы эмоционального контроля.

С чем же связана увеличивающаяся активность данной области? Видимо, это попытка мозга компенсировать эмоциональные влияния, затормозить ненужные мысли, чтобы рабочая память проявила себя на полную мощность. Более того, гиперактивация может быть стратегией мозга для компенсации уменьшения в размерах нейронов, возникающего при депрессии. Подобные наблюдения позднее подтвердились в метаисследованиях.

У трех наших героев — Эдгара, Эрнста и Франца — также гиперактивировались некоторые другие зоны (например, правая височная извилина). Однако наблюдался и ряд областей со сниженной активностью (инсулярная кора). Более того, было показано, что степень гиперактивации коррелирует с уровнем сложности решаемой задачи.

Возможно, как предположил Джозеф Калликот, это своеобразный сигнал нейронной неэффективности: мозг не способен контролировать свою гиперсеть, из-за чего для выполнения одной и той же задачи включаются разные зоны мозга, активность которых может пересекаться — способствовать друг другу или мешать.

Может быть интересно

Где хранится наша память, как можно картографировать мозг и почему внимание — это фикция

Специфическая картина распределения активности по мозгу при депрессивном расстройстве служит способом его диагностики. Логично предположить, что если нормализовать активность мозга в определенных областях, то можно снизить и симптоматику депрессии. Подобное торможение осуществляется с помощью медикаментов и транскраниальной электрической стимуляции, при котором слабый электрический ток подается в нужную область мозга. Он изменяет способность нейронов к возбуждению (их порог активации).

Биполярное расстройство личности

Винсент и Авраам решили поучаствовать в исследовании рабочей памяти, так как порой им казалось, что они ничего не могут запомнить. На этом исследовании они повстречали Франка, Эрнста и Эдгара, у которых депрессивное расстройство сочеталось с биполярным.

Все они время от времени испытывали гнетущее ощущение тщетности бытия, которое сменялось маниакальной гиперактивностью, ощущением бесконечной внутренней энергии и безудержным желанием двигаться.

Ученые предложили им протестировать рабочую память с помощью задачи «Комплексная фигура Рея». Участникам показывают рисунок из большого числа деталей. Его нужно запомнить, а через некоторое время нарисовать по памяти.

Оказалось, что участники хуже выполняют задачу на запоминание, которая, по сути, задействует все компоненты рабочей памяти. Также низкие результаты были продемонстрированы при выполнении вербальных и визуальных тестов. При этом наблюдалась повышенная активность в префронтальной области, височной коре и задней теменной коре. Ученые предположили, что это — артефакт работы мозга. Возможно, такие результаты показывают, что данные пациенты в целом запоминают иначе, используя другие стратегии. Всё это указывает на нарушения в работе центрального процессора, который контролирует избирательное внимание.

А если барахлит всё и сразу?

ОКР — обсессивно-компульсивное расстройство

Врачи диагностировали у Николы ОКР, обсессивно-компульсивное расстройство. Талантливый человек боится микробов, постоянно моет руки и избегает круглых предметов. Такое странное поведение возникает потому, что человеком овладевает навязчивая мысль (обсессия), вызывающая навязчивое действие (компульсию): «Микроб с этой вилки может спровоцировать страшную болезнь, нужно срочно всё протереть спиртовой салфеткой». Для кого-то ритуальные действия — это навязчивая проверка чего-либо («а закрыл ли я дверь?»), для кого-то — постоянная очистка себя и окружающих предметов.

Читайте также

Компульсия, аддикция или проблемы с контролем импульсов: есть ли у вас обсессивно-компульсивное расстройство

Поскольку некоторая мысль постоянно крутится в голове и вызывает компульсии, вполне возможно, что такое состояние проявляется в виде гиперактивации сети рабочей памяти. При этом некий сигнал (паттерн) повторяется в голове — «крутится навязчивая мысль». Ученые наблюдают активность в разных зонах мозга в зависимости от характера навязчивых действий.

Исследователи обнаружили у Николы проблемы с когнитивной функцией — торможением. Как показали исследования, пациенты с ритуалами «проверки» демонстрировали более низкие результаты теста Струпа (задача на торможение) и задачи GO/NO-GO, чем пациенты с ритуалами «очистки».

При ОКР чаще наблюдается нарушение визуально-пространственной рабочей памяти. Однако ряд ученых предполагает, что нарушения не специфичны, а показывают проблемы рабочей памяти в целом и зависят от сложности задачи. Диагностировать ОКР можно, проверяя рабочую память не только у пациентов, но и у ближайших родственников, так как считается, что данное расстройство имеет генетический характер.

Зная, что у таких больных страдает центральный процессор рабочей памяти, попробуйте предположить, какая область мозга покажет измененную активность? Всё верно — префронтальная.

Мы уже знаем, что с помощью тестов на рабочую память можно определить зоны мозга с нарушениями активности. Пациенты с ОКР и их родственники демонстрируют повышенную активность лобно-теменной сети, и это, возможно, доказывает идею о том, что ОКР связано со всеми компонентами рабочей памяти, включая эпизодический буфер, связывающий текущую информацию со знаниями из долговременной памяти.

Возможно, подобная активность связана с необходимостью удерживать нерелевантные мысли, которые приходят в рабочую память отчасти именно из-за влияния воспоминаний, хранящихся в долговременной памяти. И в этом случае, как и с другими расстройствами, существует медикаментозная терапия, позволяющая тормозить мозг, а также поведенческая, основанная на тренировке мозга и рабочей памяти (когнитивный тренинг), позволяющая лучше контролировать мысли.

Вывод

Связь всех вышеописанных расстройств с рабочей памятью позволяет вовремя диагностировать проблемы и следить за их влиянием на человека. Рабочая память, таким образом, оказывается в центре психологии личности. Очевидно, что с ее помощью можно понять причины развития описанных нарушений и, что важнее, вовремя предложить стратегии тренировки памяти, медикаментозного или стимуляционного лечения, а также профилактики.

Однако что на самом деле стоит за измененной активностью мозга — тайна, которую только предстоит разгадать. Почему Винсент, Франц, Эдгар и Эрнст, страдая от существенных проблем эмоционального фона и когнитивных дисфункций, создавали шедевры, которые мы читаем или которыми любуемся до сих пор? Почему Авраам прославился как один из виднейших политических деятелей? Почему Никола стал символом гениальности и определил вид сегодняшней электропромышленности? Трудно понять, почему проблемы сочетаются с гениальностью. Возможно, на самом деле любое нарушение — это дар?