Согласно новому исследованию нейробиологов Массачусетского технологического института, характерная нейронная сигнатура, обнаруженная в мозгу людей с дислексией, может объяснить, почему эти люди испытывают трудности с обучением чтению.
Исследователи обнаружили, что у людей с дислексией мозг имеет пониженную способность адаптироваться к повторяющимся воздействиям – черта, известная как нейронная адаптация. Например, когда ученики с дислексией видят одно и то же слово неоднократно, участки мозга, участвующие в чтении, не демонстрируют такой же адаптации, как у обычных читателей.
Это говорит о том, что пластичность мозга, лежащая в основе его способности учиться новому, снижается, – говорит Джон Габриэли, исследователь Grover M. Герман, профессор медицинских наук и технологий, профессор мозговых и когнитивных наук, член Института исследований мозга Макговерна Массачусетского технологического института.
"Это различие в мозге, которое не связано с чтением как таковым, а довольно широкая разница в перцептивном обучении," говорит Габриэли, старший автор исследования. "Это путь, по которому различие в мозге может повлиять на обучение чтению, которое требует большого количества пластичности."
Бывший аспирант Массачусетского технологического института Тайлер Перрачион, который сейчас является доцентом Бостонского университета, является ведущим автором исследования, которое появится в декабре. 21 выпуск Neuron.
Пониженная пластичность
Команда Массачусетского технологического института использовала магнитно-резонансную томографию (МРТ) для сканирования мозга молодых людей с трудностями чтения и без них, когда они выполняли различные задачи. В первом эксперименте испытуемые слушали серию слов, прочитанных либо четырьмя разными говорящими, либо одним говорящим.
МРТ выявила отличительные паттерны активности в каждой группе испытуемых. У людей, не страдающих дислексией, в областях мозга, которые участвуют в речи, наблюдается нейронная адаптация после того, как они услышали слова, произнесенные одним и тем же говорящим, но не тогда, когда эти слова произнесли разные говорящие. Однако испытуемые с дислексией показали гораздо меньшую адаптацию к тому, чтобы слышать слова, произносимые одним говорящим.
Нейроны, которые реагируют на определенный сенсорный ввод, обычно сначала сильно реагируют, но их реакция становится приглушенной, когда ввод продолжается. По словам Габриэли, эта нейронная адаптация отражает химические изменения в нейронах, которые облегчают им реакцию на знакомый стимул. Это явление, известное как пластичность, является ключом к обучению новым навыкам.
"Вы узнаете что-то во время первоначальной презентации, что поможет вам сделать это во второй раз, и эта легкость отмечена сниженной нейронной активностью," Габриэли говорит. "Потому что ты что-то делал раньше, легче сделать это снова."
Затем исследователи провели серию экспериментов, чтобы проверить, насколько широким может быть этот эффект. Они просили испытуемых посмотреть на серии одного и того же слова или разных слов; изображения одного и того же объекта или разных объектов; и изображения одного и того же лица или разных лиц. В каждом случае они обнаружили, что у людей с дислексией области мозга, предназначенные для интерпретации слов, предметов и лиц, соответственно, не демонстрировали нейронную адаптацию, когда одни и те же стимулы повторялись несколько раз.
"Расположение мозга менялось в зависимости от характера воспринимаемого контента, но снижение адаптации было постоянным в самых разных областях," Габриэли говорит.
Он был удивлен, увидев, насколько широко этот эффект проявляется даже во время заданий, не имеющих ничего общего с чтением; у людей с дислексией нет документально подтвержденных трудностей в распознавании предметов или лиц.
Он предполагает, что нарушение проявляется в первую очередь в чтении, потому что расшифровка букв и сопоставление их со звуками – такая сложная когнитивная задача. "Вероятно, есть несколько задач, которые берут на себя люди, которые требуют такой же пластичности, как чтение," Габриэли говорит.
Раннее появление
В своем заключительном эксперименте исследователи протестировали первоклассников и второклассников с трудностями чтения и без них, и они обнаружили такое же несоответствие в нейронной адаптации.
"Мы получили почти такое же снижение пластичности, что говорит о том, что это происходит довольно рано в обучении чтению," Габриэли говорит. "Это не следствие разного многолетнего опыта обучения чтению."
Лаборатория Габриэли теперь планирует изучить детей младшего возраста, чтобы увидеть, могут ли эти различия проявляться еще до того, как дети начнут учиться читать. Они также надеются использовать другие типы измерений мозга, такие как магнитоэнцефалография (МЭГ), чтобы более внимательно следить за ходом нейронной адаптации.