Синдром рассогласованного исполнения при деменции - психиатрия позднего возраста
Основная особенность когнитивных процессов человека — способность к последовательной и координированной мыслительной деятельности. Сенсорная информация поступает в мозг из разнообразных источников, а для решения большинства задач необходимо одновременно осуществлять несколько умственных операций. Например, управляя машиной, человек должен одновременно замечать многие визуальные сигналы, следить за маршрутом и, возможно, разговаривать с пассажиром. Во время беседы надо слушать, что говорит другой человек, одновременно формулируя собственные ответы, и, вероятно, отслеживать участие в разговоре других людей. Есть свидетельства, что пациентам с болезнью Альцгеймера особенно сложно выполнять такую умственную деятельность. Они, например, не способны следить за беседой нескольких человек (см. ниже), а также распределять свое внимание на несколько видов деятельности (Alberoni et al, 1992).
Такие когнитивные функции были названы исполнительным функционированием — executive functioning (Baddeley, 1992), которое заключается в распределении ресурсов центральной обработки данных между задачами, разделении времени и выборе последовательности действий. Baddeley (1990, 1992) предложил модель оперативной памяти, включающую особую центральную исполнительную систему (ЦИС), которая координирует умственную деятельность и обеспечивается подчиненными системами, в основном участвующими в кратковременном удержании небольшой по объему информации, как вербальной, так и визуальной. В целом эта система координирует одновременную обработку и хранение информации. У ЦИС ресурсы обработки информации ограниченные. Поэтому, чем больше мыслительных операций необходимо координировать, тем менее эффективна эта координация. Хотя это не единственная концептуальная гипотеза, объясняющая вышеописанные явления, введение понятия ЦИС оказалось полезным для понимания нарушений когнитивных функций при болезни Альцгеймера.
Выполнение двойных задач
ЦИС изучали у больных болезнью Альцгеймера преимущественно при определении их способности выполнять два комбинированных задания. За редким исключением такие тесты отражают глубокие нарушения у больных даже на ранних стадиях БА. Примером может выступать тест Peterson и Peterson (1959), в котором испытуемым предъявляли три вербальные единицы, после чего на протяжении примерно от 3 до 15 секунд испытуемых отвлекали дополнительным заданием, а затем просили вспомнить три предъявленные ранее вербальные единицы. У пациентов с болезнью Альцгеймера были значительные нарушения в выполнении этого теста (Kopelman, 1985- Morris, 1986, 1996а- Morris and Baddeley, 1988). В некоторых исследованиях отвлекающие задания относительно сложные, например обратный счет по три. Но даже при выполнении таких простых заданий, как ритмичное постукивание по столу, у больных отмечено большее забывание, чем у пожилых людей из контрольной группы.
Для изучения ЦИС описанный выше тест недостаточен, потому что у пациентов в различной степени нарушается выполнение каждой из задач. Поэтому остается неясным, нарушено ли выполнение именно двойных заданий. Чтобы это уточнить, Baddeley et al. (1986, 1991) разработали тест с целью адаптации каждого пациента к сложности двух одновременно предъявляемых задач.
Первое задание заключается в слежении за подвижной точкой на экране компьютера с использованием световой ручки. Скорость движения точки подбирают так, чтобы пациент мог выполнять это задание с определенной точностью. После этого скорость движения` точки остается неизменной. Второе задание варьировали: например, надо было повторно произносить вслух цифры от 1 до 5, нажимать на педаль после звукового сигнала или вспоминать несколько цифр. Для задачи с цифрами каждого пациента предварительно тестировали, чтобы выяснить, сколько цифр он может запомнить в определенной последовательности, и это число (минус одна цифра) снова фиксировали и использовали в эксперименте.
Оказалось, что у пациентов с болезнью Альцгеймера выполнение задания на счет не влияло на слежение за точкой на экране, но отмечалось значительное неблагоприятное взаимное влияние, когда в эксперименте второе задание надо было применять по двум другим вариантам (Baddeley et al, 1986). Отсутствие нарушений при использовании задания на счет объяснялось тем, что задача слишком проста для существенного задействования ресурсов ЦИС. Однако результаты повторного исследования тех же пациентов с болезнью Альцгеймера через 6 месяцев свидетельствовали о значительном неблагоприятном взаимодействии двух заданий даже по этому тесту. Данные других исследований демонстрируют такую же чувствительность выполнения «двойных заданий» пациентами, страдающими БА. В одном таком исследовании испытуемые одновременно подбирали пары букв и узоров (Nestor et al, 1991), а в другом — запоминали короткие ряды цифр и одновременно определяли, одинаковые ли две буквы или разные (Grober and Sliwinski, 1991).
Подчиненные системы
Описанные выше исследования иллюстрируют чувствительность двойных заданий к нарушениям у людей, страдающих болезнью Альцгеймера . Немного удивительно, что эти результаты не используют более широко для обычного нейропсихологического обследования пациентов с этой болезнью. Нарушения ЦИС контрастируют с сохранностью функций «подчиненных компонентов» оперативной памяти. Одним из наиболее глубоко изученных компонентов является система артикуляционной петли — САП (рис. 3.4), которая отвечает за временное хранение вербального материала. Например, ряды чисел, предъявленные в описанном выше задании (Baddeley et al., 1991), будут непрерывно рециркулировать в САП, чтобы удержать их в памяти. САП, в свою очередь, можно разделить на временную систему хранения фонологического материала, называемую системой фонологической петли (СФП), и на более активную систему повторения, которую именуют артикуляционным механизмом повторения — АМП (Baddeley, 1992). Входящая звуковая информация обязательно поступает в СФП, откуда может включаться в систему рециркуляции. Между тем визуально представленный материал (визуально представленные слова) должен быть перекодирован фонологически, чтобы в таком виде поступить в систему через САП.
Есть убедительные свидетельства, что система обеспечения таких функций, как временное удержание в памяти номера телефона или структуры сложного предложения, не нарушается у больных БА. Во-первых, состояние СФП отражается в степени эффекта фонологического сходства, го есть в тенденции к затруднению удержания в памяти вербальных сходно звучащих единиц.
 | ||
Функция | Функция | Функция |
Рис. 3.4. Когнитивная модель структур, поддерживающих оперативную память. В верхней части рисунка изображена модель со следующими компонентами: 1 — система артикуляционной петли (САП) с артикуляционным механизмом повторения (АМП) и фонологической петлей (ФП)- 2 — центральная исполнительная система (ЦИС);
- — визуально-пространственная матрица (ВПМ) с обособленными механизмами повторения и хранения. Под каждым компонентом указаны функция и состояние при деменции альцгеймеровского типа
В экспериментах Morris (1984) пациентам с болезнью Альцгеймерапредставляли фонологически похожие буквы (например, Б, В, Г, Д, Т или Ж) или фонологически различные (например, А, И, X, С, Р или 3). Несмотря на общее снижение в абсолютном числе букв, которые смогли вспомнить испытуемые, степень эффекта фонологического сходства у больных была такой же, как и у пожилых людей из контрольной группы. Во-вторых, функции АМП отражаются в том, насколько длинные слова (например, ассоциация, возможность, репрезентативность, организация, значительный, университет, индивидуальный) воспроизводятся хуже, чем короткие (например, день, вред, узы, урожай, хуже, двое, луна, лист) (Baddeley et al., 1975). Это происходит потому, что для рециркуляции в АМП длинных слов необходимо больше времени и они быстрее выпадают из кратковременной памяти. Эффект «длины слова» у пациентов с болезнью Альцгеймераоказался таким же, как у нормальных пожилых людей из контрольной группы (Morris, 1984, 1991). Наконец, эффект «блокирования» АМП можно изучить, используя методику подавления, по которой во время тестирования объема памяти испытуемые повторяют не относящееся к эксперименту слово.
Повторение снижает объем памяти у здоровых субъектов и в такой же степени у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера (Morris, 1984).
Другим компонентом системы оперативной памяти является визуально-пространственная матрица — ВПМ (см. рис. 3.4). Она служит для удержания в оперативной памяти небольшого по объему визуального материала. Например, если, войдя в комнату, закрыть глаза, можно представлять себе ее интерьер до тех пор, пока не отвлечешься. Этот тип памяти позволяет человеку поддерживать непрерывность визуальных образов, к примеру, по мере перемещения в пространстве.
В моделях визуально-пространственной памяти ВПМ можно разделить на активный пространственный механизм повторения и на более пассивное визуальное хранилище (см. рис. 3.4). Интеграция этих двух систем у страдающих болезнью Альцгеймера сомнительна. Есть свидетельства нарушения у них этой интеграции.
Во-первых, пациенты с болезнью Альцгеймера затрудняются выполнять различные визуальные задания с отсроченным подбором пар образцов. В таких заданиях испытуемому показывают образец, который затем через короткий промежуток времени испытуемому следует выбрать из целого ряда образцов. У пациентов с болезнью Альцгеймеравыявлены нарушения в выборе сложных визуальных образцов (Morris et al.,
- и кругов различного диаметра, предъявляемых на экране компьютера (Money et al., 1992).
Во-вторых, у пациентов с болезнью Альцгеймера также нарушена пространственная оперативная память. Эти нарушения обнаружены при выполнении задания, разработанного Morris et al. (1988): на дисплее, реагирующем на прикосновения, изображались ряды объемных одинаковых фигур, к которым надо дотрагиваться по очереди, чтобы выявить фигуры, «показывающие» скрытый в них жетон. Задача для испытуемого заключалась в том, чтобы каждый раз, начиная поиск, повторно не прикасаться к уже известным фигурам, «содержащим» жетоны. Недавно Saghal et al. (1995) использовали задачу Morris, чтобы продемонстрировать существенные нарушения памяти у пожилых пациентов с болезнью Альцгеймера. Однако интерпретировать результаты этих исследований сложно, так как во всех описанных визуально-пространственных заданиях предъявляются значительные требования к ЦИС. Поэтому неясна причина выявляемых нарушений.
Нейробиологические причины дисфункции исполнительной системы
Недавно Morris (1994а, Ъ- 19966) выдвинул предположение о причинах нарушений исполнительных функций у страдающих болезнью Альцгеймера . Одна из возможных причин — это известная дисфункция лобной доли, наблюдающаяся при болезни Альцгеймера. Поражения префронтальной коры мозга связаны с нарушением высших когнитивных процессов, благодаря которым решаются задачи и разрабатываются стратегии поведения в незнакомых ситуациях (Shallice, (1988).
Например, Shallice (1988) предложил понятие особой супервизорской системы внимания — ССВ (Supervisor Attentional System — SAS), которая вступает в действие, когда шаблонных, или «автоматических», схем и поведенческих программ недостаточно для более сложной деятельности. Предполагается, что этот когнитивный механизм локализован в префронтальной коре мозга. Для выполнения двойных заданий, например, необходимо, чтобы эта система функционировала, следовательно, префронтальная кора будет сохранена. Этому противоречит факт, что нет существенных нарушений функций лобной доли на ранних стадиях БА (Jagust, 1994). Также до сих пор нет свидетельств нарушений в выполнении двойных заданий людьми с поражением лобной доли (Morris, 1946).
Альтернативную «соединительную» точку зрения выдвинул Morris (1994а, - 1996), согласно которой ЦИС включает синхронную активность всех ассоциативных зон коры головного мозга, а не только коры префронтальной области. Исполнительные функции обеспечивают ресурсы, которые распределены между интегрированной активностью лобной, теменной и височной долями мозга. Например, при сочетанном слежении за точкой на экране дисплея и запоминании ряда цифр, как было в эксперименте Baddeley et al. (1986, 1991), для обеспечения вербальной оперативной памяти, вероятно, одновременно задействованы функции теменной доли, премоторной области, а также области Брока и супрамаргинальной извилины. Есть свидетельства, что при болезни Альцгеймера существенно нарушаются связи между этими зонами коры мозга.
Во-первых, у страдающих болезнью Альцгеймера , похоже, селективно повреждены нейроны, направляющие сигналы через главные кортикокортикальные ассоциативные волокна мозга, особенно через связывающие лобные и теменные области коры головного мозга. В нейронах, из которых исходят эти волокна, обнаруживают больше всего сенильных бляшек, особенно в пирамидальных клетках. Также заметно утрачиваются синапсы в областях, которые они иннервируют (De Kosky and Scheffe, 1990- Masliah et al., 1991- Terry etal., 1991).
Во-вторых, путем электроэнцефалографических исследований «когерентности» между этими различными областями мозга выявлены значительные нарушения синхронности у больных болезнью Альцгеймера в отличие от нарушений, обнаруживаемых у страдающих мультиинфарктной деменцией (Leuchter et al., 1992). Наконец, данные позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) в покое подтверждают эту десинхронизацию у страдающих болезнью Альцгеймера , демонстрируя значительное снижение корреляции между активностью различных участков мозга (Azari et al., 1992).
Эти данные указывают на возможность глобального синдрома «рассоединения» у пациентов с болезнью Альцгеймера, свидетельствующего о нарушении координации мыслительной деятельности. С позиций нейрофизиологов, чем шире используются различные модульные системы мозга, тем больше вероятность нарушений в координации различных компонентов при выполнении общей задачи, следовательно, тем больше будут заметны нарушения при выполнении двойных заданий (Morris, 19966).
Реципрокные связи передних и задних отделов мозга изображены на рис. 3.5 (по Pandya and Barnes, 1987). Показаны три основных пути поступления сенсорной информации: аудиальной, визуальной и соматосенсорной. Они расположены иерархически: на каждом уровне существуют реципрокные связи с передними отделами мозга, включая дорсальную премоторную область, дорсальную префронтальную кору и медиальную орбитальную префронтальную кору. После разрушения путей между этими областями десинхронизируется не только произвольная умственная деятельность, но и нормальный цикл активации, определяемый взаимодействием двигательной реакции и воспринимаемого сигнала, — так называемый цикл «восприятие-действие» (Fuster, 1993). Эта теория предсказывает, что «модульная» обработка информации будет менее подвержена нарушениям. Однако это противоречит неблагоприятным влияниям, которые обусловлены более сложным взаимодействием между человеком и окружающей средой при выполнении специфических заданий с несколькими компонентами одновременно.
Рис. 3.5. Обобщенное изображение основных соединений сенсорных систем и фронтальной коры головного мозга. Показаны три основных подразделения фронтальной коры (дорсальная премоторная, дорсальная префронтальная и медиальная орбитальная префронтальная), взаимосвязанные иерархически и соединенные с тремя главными сенсорными системами: аудиальной, визуальной и соматосенсорной. Показано иерархическое деление ассоциативных зон сенсорных систем, где АА (аудиальная ассоциативная), ВА (визуальная ассоциативная) и СА (соматосенсорная ассоциативная) — зоны 1, 2 и 3 (по Pandya and Barnes, 1987). ПМ — премоторная- ПФ — префронтальная (рисунок воспроизведен из Morris, 19966).
