Синдром неузгоджені виконання при деменції - психіатрія пізнього віку
Основна особливість когнітивних процесів людини - здатність до послідовної і координованої розумової діяльності. Сенсорна інформація надходить в мозок з різноманітних джерел, а для вирішення більшості завдань необхідно одночасно здійснювати кілька розумових операцій. Наприклад, керуючи машиною, людина повинна одночасно помічати багато візуальні сигнали, стежити за маршрутом і, можливо, розмовляти з пасажиром. Під час бесіди треба слухати, що говорить інша людина, одночасно формулюючи власні відповіді, і, ймовірно, відстежувати участь в розмові інших людей. Є свідчення, що пацієнтам з хворобою Альцгеймера особливо складно виконувати таку розумову діяльність. Вони, наприклад, не здатні спостерігати за перебігом балачки кількох людей (див. Нижче), а також розподіляти свою увагу на кілька видів діяльності (Alberoni et al, 1992).
Такі когнітивні функції були названі виконавчим функціонуванням - executive functioning (Baddeley, 1992), яке полягає в розподілі ресурсів центральної обробки даних між завданнями, поділі часу і виборі послідовності дій. Baddeley (1990, 1992) запропонував модель оперативної пам`яті, що включає особливу центральну виконавчу систему (ЦІС), яка координує розумову діяльність і забезпечується підлеглими системами, в основному беруть участь в короткочасному утриманні невеликий за обсягом інформації, як вербальної, так і візуальної. В цілому ця система координує одночасну обробку та зберігання інформації. У ЦІС ресурси обробки інформації обмежені. Тому, чим більше розумових операцій необхідно координувати, тим менш ефективна ця координація. Хоча це не єдина концептуальна гіпотеза, що пояснює вищеописані явища, введення поняття ЦІС виявилося корисним для розуміння порушень когнітивних функцій при хворобі Альцгеймера.
Виконання подвійних задач
ЦІС вивчали у хворих на хворобу Альцгеймера переважно при визначенні їх спроможності виконувати два комбінованих завдання. За рідкісним винятком такі тести відображають глибокі порушення у хворих навіть на ранніх стадіях БА. Прикладом може виступати тест Peterson і Peterson (1959), в якому випробуваним пред`являли три вербальні одиниці, після чого протягом приблизно від 3 до 15 секунд випробовуваних відволікали додатковим завданням, а потім просили згадати три пред`явлені раніше вербальні одиниці. У пацієнтів з хворобою Альцгеймера були значні порушення у виконанні цього тесту (Kopelman, 1985- Morris, 1986, 1996а- Morris and Baddeley, 1988). У деяких дослідженнях відволікаючі завдання щодо складні, наприклад зворотний рахунок по три. Але навіть при виконанні таких простих завдань, як ритмічне постукування по столу, у хворих відзначено більше забування, ніж у літніх людей з контрольної групи.
Для вивчення ЦІС описаний вище тест недостатній, тому що у пацієнтів в різного ступеня порушується виконання кожної з задач. Тому залишається незрозумілим, чи порушено виконання саме подвійних завдань. Щоб це уточнити, Baddeley et al. (1986, 1991) розробили тест з метою адаптації кожного пацієнта до складності двох одночасно пропонованих завдань.
Перше завдання полягає в спостереженні за рухомий точкою на екрані комп`ютера з використанням світлової ручки. Швидкість руху точки підбирають так, щоб пацієнт міг виконувати це завдання з певною точністю. Після цього швидкість руху `точки залишається незмінною. Друге завдання варіювали: наприклад, треба було повторно вимовляти вголос цифри від 1 до 5, натискати на педаль після звукового сигналу або згадувати кілька цифр. Для завдання з цифрами кожного пацієнта попередньо тестували, щоб з`ясувати, скільки цифр він може запам`ятати в певній послідовності, і це число (мінус одна цифра) знову фіксували і використовували в експерименті.
Виявилося, що у пацієнтів з хворобою Альцгеймера виконання завдання на рахунок не впливало на стеження за точкою на екрані, але відзначалося значне несприятливий взаємний вплив, коли в експерименті друге завдання треба було застосовувати за двома іншими варіантами (Baddeley et al, 1986). Відсутність порушень при використанні завдання на рахунок пояснювалося тим, що завдання дуже проста для істотного задіяння ресурсів ЦІС. Однак результати повторного дослідження тих же пацієнтів з хворобою Альцгеймера через 6 місяців свідчили про значне несприятливому взаємодії двох завдань навіть за цим тестом. Дані інших досліджень демонструють таку ж чутливість виконання «подвійних завдань» пацієнтами, що страждають на бронхіальну астму. В одному такому дослідженні випробовувані одночасно підбирали пари букв і візерунків (Nestor et al, 1991), а в іншому - запам`ятовували короткі ряди цифр і одночасно визначали, чи однакові дві букви або різні (Grober and Sliwinski, 1991).
підлеглі системи
Описані вище дослідження ілюструють чутливість подвійних завдань до порушень у людей, які страждають на хворобу Альцгеймера. Трохи дивно, що ці результати не використовують більш широко для звичайного нейропсихологічного обстеження пацієнтів з цією хворобою. Порушення ЦІС контрастують з збереженням функцій «підлеглих компонентів» оперативної пам`яті. Одним з найбільш глибоко вивчених компонентів є система артикуляційної петлі - САП (рис. 3.4), яка відповідає за тимчасове зберігання вербального матеріалу. Наприклад, ряди чисел, пред`явлені в описаному вище завданні (Baddeley et al., 1991), будуть безупинно реціркуліровать в САП, щоб утримати їх в пам`яті. САП, в свою чергу, можна розділити на тимчасову систему зберігання фонологічної матеріалу, звану системою фонологічної петлі (СФП), і на більш активну систему повторення, яку називають артикуляційних механізмом повторення - АМП (Baddeley, 1992). Вхідна звукова інформація обов`язково надходить в СФП, звідки може включатися в систему рециркуляції. Тим часом візуально представлений матеріал (візуально представлені слова) повинен бути перекодований фонологически, щоб в такому вигляді вступити в систему через САП.
Є переконливі свідчення, що система забезпечення таких функцій, як тимчасове утримання в пам`яті номера телефону або структури складного речення, не порушується у хворих на бронхіальну астму. По-перше, стан СФП відбивається в ступені ефекту фонологічної схожості, го є в тенденції до утруднення утримання в пам`яті вербальних подібно звучать одиниць.
 | ||
функція | функція | функція |
Мал. 3.4. Когнітивна модель структур, що підтримують оперативну пам`ять. У верхній частині малюнка зображена модель з наступними компонентами: 1 - система артикуляційної петлі (САП) з артикуляційних механізмом повторення (АМП) та фонологічної петлею (ФП) - 2 - центральна виконавча система (ЦІС);
- - Візуально-просторова матриця (ВПМ) з відокремленими механізмами повторення і зберігання. Під кожним компонентом вказані функція і стан при деменцію Альцгеймера
В експериментах Morris (1984) пацієнтам з хворобою Альцгеймерапредставлялі фонологически схожі літери (наприклад, Б, В, Г, Д, Т або Ж) або фонологически різні (наприклад, А, І, X, С, Р або 3). Незважаючи на загальне зниження в абсолютному числі букв, які змогли згадати випробовувані, ступінь ефекту фонологічної схожості у хворих була такою ж, як і у людей похилого віку з контрольної групи. По-друге, функції АМП відображаються в тому, наскільки довгі слова (наприклад, асоціація, можливість, репрезентативність, організація, значний, університет, індивідуальний) відтворюються гірше, ніж короткі (наприклад, день, шкода, узи, урожай, гірше, двоє, місяць, лист) (Baddeley et al., 1975). Це відбувається тому, що для рециркуляції в АМП довгих слів необхідно більше часу і вони швидше випадають з короткочасної пам`яті. Ефект «довжини слова» у пацієнтів з хворобою Альцгеймераоказался таким же, як у нормальних людей похилого віку з контрольної групи (Morris, 1984, 1991). Нарешті, ефект «блокування» АМП можна вивчити, використовуючи методику придушення, по якій під час тестування обсягу пам`яті випробовувані повторюють не відноситься до експерименту слово.
Повторення знижує обсяг пам`яті у здорових суб`єктів і в такій же мірі у пацієнтів, які страждають на хворобу Альцгеймера (Morris, 1984).
Іншим компонентом системи оперативної пам`яті є візуально-просторова матриця - ВПМ (див. Рис. 3.4). Вона служить для утримання в оперативній пам`яті невеликого за обсягом візуального матеріалу. Наприклад, якщо, увійшовши в кімнату, закрити очі, можна уявляти собі її інтер`єр до тих пір, поки не відвернешся. Цей тип пам`яті дозволяє людині підтримувати безперервність візуальних образів, наприклад, у міру переміщення в просторі.
У моделях візуально-просторової пам`яті ВПМ можна розділити на активний просторовий механізм повторення і на більш пасивне візуальне сховище (див. Рис. 3.4). Інтеграція цих двох систем у страждаючих хворобою Альцгеймера сумнівна. Є свідчення порушення у них цієї інтеграції.
По-перше, пацієнти з хворобою Альцгеймера можуть виконувати різні візуальні завдання з відстроченим підбором пар зразків. У таких завданнях випробуваному показують зразок, який потім через короткий проміжок часу випробуваному слід вибрати з цілого ряду зразків. У пацієнтів з хворобою Альцгеймеравиявлени порушення у виборі складних візуальних зразків (Morris et al.,
- і кіл різного діаметру, що пред`являються на екрані комп`ютера (Money et al., 1992).
По-друге, у пацієнтів з хворобою Альцгеймера також порушена просторова оперативна пам`ять. Ці порушення виявлені при виконанні завдання, розробленого Morris et al. (1988): на дисплеї, реагує на дотики, зображувалися ряди об`ємних однакових фігур, до яких треба доторкатися по черзі, щоб виявити фігури, «показують» прихований в них жетон. Завдання для випробуваного полягала в тому, щоб кожен раз, починаючи пошук, повторно не торкатися до вже відомих постатей, «що містить» жетони. Нещодавно Saghal et al. (1995) використовували завдання Morris, щоб продемонструвати суттєві порушення пам`яті у літніх пацієнтів з хворобою Альцгеймера. Однак інтерпретувати результати цих досліджень складно, так як у всіх описаних візуально-просторових завданнях пред`являються значні вимоги до ЦІС. Тому неясна причина виявлених порушень.
Нейробіологічні причини дисфункції виконавчої системи
Нещодавно Morris (1994а,`- 19966) висунув припущення про причини порушень виконавчих функцій у страждаючих хворобою Альцгеймера. Одна з можливих причин - це відома дисфункція лобової частки, що спостерігається при хворобі Альцгеймера. Поразки префронтальної кори мозку пов`язані з порушенням вищих когнітивних процесів, завдяки яким вирішуються завдання і розробляються стратегії поведінки в незнайомих ситуаціях (Shallice, (1988).
Наприклад, Shallice (1988) запропонував поняття особливої супервізорского системи уваги - ССВ (Supervisor Attentional System - SAS), яка вступає в дію, коли шаблонних, або «автоматичних», схем і поведінкових програм недостатньо для більш складної діяльності. Передбачається, що цей когнітивний механізм локалізована в префронтальної корі мозку. Для виконання подвійних завдань, наприклад, необхідно, щоб ця система функціонувала, отже, префронтальна кора буде збережена. Цьому суперечить факт, що немає істотних порушень функцій лобової частки на ранніх стадіях БА (Jagust, 1994). Також до цих пір немає свідчень порушень у виконанні подвійних завдань людьми з ураженням лобової частки (Morris, 1946).
Альтернативну «сполучну» точку зору висунув Morris (1994а, - 1996), згідно з якою ЦІС включає синхронну активність всіх асоціативних зон кори головного мозку, а не тільки кори префронтальної області. Виконавчі функції забезпечують ресурси, які розподілені між інтегрованою активністю лобової, тім`яної і скроневої частками мозку. Наприклад, при одночасному спостереженні за точкою на екрані дисплея і запам`ятовуванні ряду цифр, як було в експерименті Baddeley et al. (1986, 1991), для забезпечення вербальної оперативної пам`яті, ймовірно, одночасно задіяні функції тім`яної частки, премоторної області, а також області Брока і супрамаргінальной звивини. Є свідчення, що при хворобі Альцгеймера істотно порушуються зв`язку між цими зонами кори мозку.
По-перше, у які страждають на хворобу Альцгеймера, схоже, селективно пошкоджені нейрони, що направляють сигнали через головні кортікокортікальние асоціативні волокна мозку, особливо через що зв`язують лобові і тім`яні області кори головного мозку. У нейронах, у тому числі виходять ці волокна, виявляють найбільше сенильних бляшок, особливо в пірамідальних клітинах. Також помітно втрачаються синапси в областях, які вони іннервують (De Kosky and Scheffe, 1990 Masliah et al., 1991 Terry etal., 1991).
По-друге, шляхом електроенцефалографічні досліджень «когерентності» між цими різними частинами мозку виявлені значні порушення синхронності у хворих на хворобу Альцгеймера на відміну від порушень, які виявляються у хворих на мультиинфарктной деменцією (Leuchter et al., 1992). Нарешті, дані позитронної емісійної томографії (ПЕТ) в спокої підтверджують цю десинхронізацію у страждаючих хворобою Альцгеймера, демонструючи значне зниження кореляції між активністю різних ділянок мозку (Azari et al., 1992).
Ці дані вказують на можливість глобального синдрому «роз`єднання» у пацієнтів з хворобою Альцгеймера, що свідчить про порушення координації розумової діяльності. З позицій нейрофізіологів, ніж ширше використовуються різні модульні системи мозку, тим більша ймовірність порушень в координації різних компонентів при виконанні спільної справи, отже, тим більше будуть помітні порушення при виконанні подвійних завдань (Morris, 19966).
Реципрокні зв`язку передніх і задніх відділів мозку зображені на рис. 3.5 (по Pandya and Barnes, 1987). Показані три основні шляхи надходження сенсорної інформації: аудиальной, візуальної і соматосенсорної. Вони розташовані ієрархічно: на кожному рівні існують реципрокні зв`язку з передніми відділами мозку, включаючи дорсальну премоторную область, дорсальну префронтальну кору і медіальну орбітальну префронтальну кору. Після руйнування шляхів між цими областями десінхронізіруется не тільки довільна розумова діяльність, а й нормальний цикл активації, який визначається взаємодією рухової реакції і сприйманого сигналу, - так званий цикл «сприйняття-дія» (Fuster, 1993). Ця теорія передбачає, що «модульна» обробка інформації буде менш схильна до порушень. Однак це суперечить несприятливих впливів, які обумовлені більш складною взаємодією між людиною і навколишнім середовищем при виконанні специфічних завдань з декількома компонентами одночасно.
Мал. 3.5. Узагальнене зображення основних з`єднань сенсорних систем і фронтальної кори головного мозку. Показані три основних підрозділи фронтальної кори (дорсальная премоторная, дорсальная префронтальная і медійна орбітальна префронтальна), взаємопов`язані ієрархічно і з`єднані з трьома головними сенсорними системами: аудиальной, візуальної і соматосенсорної. Показано ієрархічний поділ асоціативних зон сенсорних систем, де АА (аудиальная асоціативна), ВА (візуальна асоціативна) і СА (соматосенсорная асоціативна) - зони 1, 2 і 3 (по Pandya and Barnes, 1987). ПМ - премоторная- ПФ - префронтальна (малюнок відтворений з Morris, 19966).
