Данная конференция посвящена объективным измерениям, выполняем в ходе диагностики слухового пути у пациентов с кохлеарными имплантами. Она проводится каждые два года. В этом году организаторами 8th International Symposium on Objective Measures in Auditory Implants были проф. Карен Гордон и проф. Блейк Папсин из SickKids Hospital. Это одна из наиболее известных в мире педиатрических клиник, в которой проводится программа лечения нарушений слуха при помощи имплантов. На протяжении многих лет, там выполняются основные и клинические исследования с использованием функциональных методов визуализации работы мозга. Исследованиям слухового пути с использованием таких методов была посвящена конференция в этом году. Результаты своих исследований представили более 200 ученых из 20 стран. О последних данных с конференции в Торонто рассказывает д-р инж. Артур Лоренс, руководитель Отделения слуховых имплантов и слухового восприятия в беседе с «Слышу».
Слышу: Почему на конференции в этом году было посвящено особое место обследованиям с применением методов визуализации?
Д-р Артур Лоренс: Потому что изменился образ мышления о объективных исследованиях. До сих пор мы были сосредоточены на уже широко используемых в диагностике объективных исследованиях, таких как регистрация комплексного функционального потенциала слухового нерва, стременного рефлекса и вызванных потенциалов из ствола мозга. Это периферийные измерения и, следовательно, касающиеся внутреннего уха и слухового нерва (или импульсов ствола головного мозга), а не верхних уровней слухового пути. На протяжении многих лет они совершенствовались в соответствии с убеждением, что для улучшения разборчивости речи у больных с глухотой или частичной глухоты необходимы такие настройки (программирование) кохлеарного импланта, чтобы стимуляция, который состоит из миллионов нервных импульсов, генерируемых в результате электрической стимуляции в тысячах волокон нерва, был наиболее похожа на образец стимуляции, возникающей в слуховом нерве под воздействием звука при правильном функционировании внутреннего уха. Чтобы правильно настроить речевой процессор (внешняя часть системы кохлеарного импланта), следует, насколько это возможно (то есть при использование объективных методов), проверить, какая стимуляция появляется в улитке и слуховом нерве. Однако, со временем выяснилось, что хотя мы и можем выполнить более точные измерения объективного периферического отдела слухового пути и лучше стимулировать внутреннее ухо, часть пациентов так и не можеть достичь результатов, каких можно было бы ожидать. Результаты, полученные после имплантации, очень разные: некоторые люди имеют большой прогресс в слухе и понимании речи, в то время как другие слышат лучше, но до сих пор имеют значительные трудности в понимании речи. Хотя, как показывают объективные тесты, у слуховой нерв у них стимулируется одинаково. В результате этих наблюдений произошла революция в мышлении: специалисты посчитали, что нельзя сосредотачиваться только на периферии слуховой системы, так как эффекты реабилитации после имплантации во многом определяет мозг.
С: Исследования с использованием биомедицинского изображения помогают объяснить, почему у некоторых пациентов имплантация дает отличные результаты, в то время как у других хуже, чем ожидалось?
А. Л.: Да. На конференции в Торонто исследователи из Института Артура Верна в Париже представили новые результаты исследований с использованием биомедицинского изображения, который показывают, что эффекты реабилитации после имплантации могут зависеть от недавно обнаруженной, так называемой, фонологической петли, особенного нейронного пути в мозге, который участвует в обработке речевого сигнала. На изображениях fMRI отслеживалась активность мозга в ситуации, когда объекты исследования имели визуальный контакт с текстом (визуально декодировали речевой сигнал). Было обнаружено, что как при присвоении визуальной информации, так и слуховой в работе участвовали те же области мозга. Было выявлено два пути передачи информации в место анализа речи: короткий и длинный. Длинный путь, так называемый спинной (анг. dorsal phonological root), связан с фонологическими процессами, в то время как короткий, так называемый животный (анг. ventral semantic root), только с семантикой (декодирование значения). Если человек с нормальным слухом читая текст как бы «слышит» в голове слова, это означает, что в его мозгу начинает работать фонологический путь. Однако, иногда читая текст, работает более короткий путь: мы видим только буквы и автоматически, не задумываясь, быстро узнаем значение слов и предложений. Это очень быстрое чтение, иногда называемое фоточитанием, начинается тогда, когда мозг работает «по короткому пути», не используя фонологическую петлю. Некоторые люди имеют естественную тенденцию к столь быстрому чтению. Исследователи полагают, что эта черта генетически закодирована. Обычно фонологический путь включается тогда, когда мы слышим. В случае потери слуха это умение не тренеруется. Таким образом, пациенты все чаще используют только короткую семантическую петлю. Существует корреляция между результатами слышания и понимания речи после имплантации и двумя активированными областями. Люди, у которых несмотря на потерю слуха, при чтении активировался фонологический путь, показывали результаты значительно лучше, чем пациенты, у которых при чтении текста включалась семантическая петля.
С: И эти люди должны теоретически иметь большую выгоду от импланта?
A.Л.: Да. С другой стороны, пациенты, у которых мозг имеет естественную тенденцию к быстрому чтению без фонологической петли, после потери слуха могут иметь меньше выгоды от импланта. Кроме того, исследователи предложили еще одну гипотезу. Пациенты, которые лучше читают по губам, могут иметь большую выгоду от импланта. Чтение по губам предотвращает исключение фонологической петли. Движение губ мы сочетаем со звуком и определенным образом «слышим» слова в голове. Эта теория является полной противоположностью того, что мы раньше полагали. До недавнего времени считалось, что чтение по губам блокирует ушной канал, и поэтому люди, читающие по губам будут достигать худших результатов в слушании и понимании речи после имплантации. Теперь известно, что это не так — по крайней мере, в случае постлингвальных пациентов, которые до потери слуха развили речь.
С: Что в ближайшее время могут изменить новые результаты исследований с использованием биомедицинского изображения в реабилитации слуха?
А.Л.: Все чаще мы говорим не о реабилитации, а нейрореабилитации, то есть лечении слуха, которое использует пластичность мозга. До сих пор неясно, как она будет проходить. Есть много групп пациентов, каждая из которых может иметь по-разному развитые слуховые участки мозга и разные возможности изменений, которые могут быть вызваны индивидуальным диапазоном нейропластичности. Однако, благодаря новым методам биомедицинского изображения, можно будет их определить и ответить на вопрос: как с учетом этих различий настроить речевой процессор так, чтобы слуховая кора могла как можно лучше использовать информацию, полученную от импланта.
С: Используются ли уже некоторые результаты этих исследований в клинической практике?
А.Л.: На конференции в Торонто было представлено много работ, отражающих воздействие односторонней стимуляции на изменения в месте расположения корковых структур. На их основании уже можно сделать определенные выводы: под влиянием стимуляции до четвертого года жизни (так называемого критического периода) в слуховой коре ребенка происходят радикальные изменения при использовании одного импланта. Кора, противоположная имплантированному уху, становится доминирующей. Даже если мы посредством импланта начнем работу слуха на другом ухе, информация будет в основном попадать в доминирующую кору, которая находится на стороне нового импланта, а не так как мы бы хотели, в противоположную кору. Это говорит о том, что детям, глухим с рождения, следует вживлять два импланта одновременно или с небольшим перерывом. Только в этом случае можно избежать слишком сильного доминирования слуховой коры в одном полушарии. Стоит отметить, что это патологическое явление. Оно препятствует нормальной двусторонней обработке слуховых стимулов, что необходимо для понимания речи в шуме или определения местоположения источника звука. В ходе конференции были представлены первые исследования на тему такого доминирования с участием детей. Данные исследования были возможны благодаря развивающемуся в данный момент новому метода визуализации головного мозга с помощью спектроскопии при использовании близкому инфракрасному излучению (near—infrared spectroscopy). До этого о существовании такого явления упоминалось только в работах проф. Андрея Крала из Университета в Ганновере, который проводил исследования на кошках. Он был почетным гостем на симпозиуме в Торонто. Ученые также исследовали, может ли использование слухового аппарата на противоположном от имплантированного ухе предотвратить патологическое доминирование слуховой коры. Оказывается, что нет. Большинство имплантированных детей имеет недостаточный остаточный слух, чтобы слуховой аппарат улучшил их слух. В случае остаточного слуха имплант передает в мозг намного больше звуковой информации, чем слуховой аппарат. Это преимущество настолько велико, что у детей со слуховым аппаратом слуховая кора, получающая сигналы от импланта, доминирует так же, как у детей, которые не носят слухового аппарата на другом ухе.
С.: Исследования с использованием биомедицинского изображения дают новый взгляд на многие процессы, связанные с потерей слуха. Проблема состоит в том, что эти методы являются инвазивными. Пытаются ли ученые как-то решить эту дилемму?
А.Л.: Действительно, при PET необходимо ввести инъекцию вещества, содержащего изотопы. А при исследованиях с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии создается сильное магнитное поле, которое существенно ограничивает возможность применения этого исследования для изображения функций мозга у пациентов со слуховым имплантом из-за расположенного в нем магнита. Поэтому ученые ищут новые методы визуализации. В ходе конференции профессор. Рене Гифорт из Университета Вандербильта представила новый метод близкой инфракрасной спектроскопии, так называемой infrared spectroscopy. В ходе исследования неинвазивно измеряется активность мозга путем записи изменений в потоке крови, содержащей кислород. Ученые также полагаются на новые измерения ЭЭГ, которые благодаря инновационным технологическим решениям позволяют не только зарегестрировать импульс головного мозга, но и более точно определить, в какой области они появляются. Вероятнее всего, что на следующей конференции, которая состоится в Будапеште, ученые представят результаты исследований имплантированных пациентов, которые в настоящее время нельзя сделать с помощью инвазивных методов.