Актуальность. Способность головного мозга осуществлять моторное планирование в коротком интервале времени является необходимым условием осуществления всех видов деятельности человека. Важным аспектом моторного планирования является возможность произвольно ускорять, замедлять движение и менять его направление, адаптируясь к изменяющимся условиям окружающей среды. Многочисленные нейрофизиологические исследования показывают, что у школьников с трудностями в обучении имеются нарушения моторного планирования [7, 8], постуральные дисфункции [2, 10] и нарушения перцепции ритма [3, 5, 6].
Данные дефициты, как правило, остаются незамеченным специалистами: такие дети учатся в обычных школах и считаются здоровыми, при этом дисфункции произвольного контроля движений в коротком интервале времени могут стать причиной нарушения формирования целого ряда моторных навыков, касающихся подвижных игр, письма, речи, что в результате приводит к трудностям в обучении и нарушениям социализации [8].
Научное обоснование и идентификацию территорий мозжечка, которые отвечают за двигательный контроль, когнитивные, интеллектуальные функции и эмоциональные процессы, проведено сотрудниками отделения атаксий и лаборатории нейроанатомии и мозжечковой нейробиологии в больнице Массачусетс, США. Комплексное клиническое, нейрорадиологическое и нейроанатомическое исследования авторов основывалось на обследовании 39 больных с острым изолированным мозжечковым инфарктом и использовании модифицированной версии Международной кооперативной рейтинговой шкалы атаксии MICARS [5], которая оценивает положение тела, равновесие и походку, кинетическую функцию рук и ног, нарушения речи и глазодвигательные расстройства. Результаты этого исследования показали, что у 26 (66,7%) пациентов с ишемическим инфарктом мозжечка двигательные расстройства проявлялись нарушением походки, дизартрией, дисметрией; у остальных 13 (33,3%) обследованных не оказывалось двигательного мозжечкового дефицита. Различие между пациентами групп, которые имели двигательные нарушения, от тех, которые их не имели, определялась локализацией инфарктного очага в мозжечке. Полученные клинические данные подтвердили клиническую вероятность наличия топографических структурных образований моторной и немоторной функций мозжечка: сенсомоторные функции обеспечивались преимущественно передней долей мозжечка (дольки II-V) с представительством в дольке VIII; когнитивные функции - задней долей мозжечка (дольки VI и VII). Долька VII включает дольку VІІА, участок червяка VІІА, пивкульные участки ножек I и II, дольку VІІВ в червяке и полушариях, которые относят к мезомозжечковому пути. Каудальный червь мозжечка и ядро шатра вместе составляют лимбический мозжечок, ассоциированный с лимбическим отделом полушарий большого мозга, гипоталамусом, а их поражение сопровождается различными эмоциональными, вегетативными и мнемоническими расстройствами.
Выявлено, что клинические и нейровизуализационные формирования выявили два cоматотипических представительств частей тела в коре мозжечка человека: сенсомоторная функция локализуется преимущественно в передней доле (части I-V), вторичная моторная участок - в дольке VIII задней доли; когнитивные функции представлены в задней доле в участке VI и VII долек. Поражения VII-X долек задней доли предопределяли минимальные двигательные нарушения или они вообще не проявлялись [10].
На основе данных клинического исследования, сенсомоторная функция, выполнение движений представлены преимущественно в передней доле (части I-V) с дополнительным представительством в дольке VIII задней доли. Локомоторная функция верхних конечностей и языково-двигательный контроль ассоциируются с паравермальными и латеральными корковыми участками IV, V долек; нижних - участками II и III долек передней доли. Эти территории кровоснабжаются верхней артерией мозжечка. В других дольках (VI, VII, IX, X) задней доли минимально представлены кинетическая функция рук и ног. Дольки VI, VII обеспечивают реализацию высокоуровневых когнитивных функций, регуляции проявлений эмоций. Равновесие тела, походка, глазодвигательные функции связанные с каудальным отделом мозжечка и узелковой долей, кровоснабжение которых обеспечивает задняя нижняя артерия мозжечка.
Приведенную соматотопическую организацию функций мозжечка объясняют имеющимися анатомическими связями его с другими отделами головного мозга. В частности, передняя доля мозжечка (дольки II-V) и часть дольки VI получают аферентную информацию о положении частей тела и активность мышц через спинномозговые-мозжечковые пути (пучок Говерса и Флексига) и реципторно связаны с моторной корой полушарий головного мозга через кортикально-мостомозжечковые пути и получают импульсы о запланированном движении. Участки мозжечковых долек VI и VII задней доли, ответственные за когнитивные функции, не связанны со спинным мозгом или моторной корой. В то же время они имеют связи с префронтальною, задней теменной ассоциативной корой, в коре верхней височной и затылочной долей, поясной и парагипокампусной извилинами. Другие дольки (VIІВ и VIII) задней доли мозжечка также имеют связи с ассоциативными областями префронтальной коры, задней теменной, верхней височной и затылочной долей полушарий большого мозга и получают импульсы о запланированном движении и осуществляют контроль за его выполнением.
Считают, что существует строгая обособленность, изолированность путей, которые идут от мозжечка к моторной коре и коре префронтальных участков полушарий большого мозга. Именно это является важной предпосылкой селективного влияния мозжечка на двигательные и высшие психические функции, что в свою очередь определяет возможность изолированного возникновения моторно-координаторных и когнитивных расстройств при поражении соответствующих долек передней или задней доли мозжечка.
Предполагают, что механизм влияния мозжечка на высшие психические функции подобен влиянию на двигательные функции. Подобно тому, как мозжечок регулирует скорость, силу, точность целенаправленных движений, аналогичным образом он осуществляет регуляцию последовательности высших психических функций. Исходя из этого, аналогом такого проявления мозжечковой атаксии, как дисметрией, может быть «дисметрией» процессов мышления.
Следовательно, функция мозжечка значительно шире, чем сенсомоторная регуляция движений, он влияет также на психические, когнитивные процессы: формирование внимания, абстрактного и образного мышления, рабочей памяти. Учитывая тесную взаимосвязь мозжечка с участками моторной и префронтальной коры полушарий большого мозга, большое внимание в последние годы уделяется роли мозжечку в восстановлении двигательных и когнитивных функций у больных с супратенториальным инсультом (инфаркт, гематома).
Цель и задачи исследования. Цель данного исследования состояла в разработке двигательно-ритмических тренингов для школьников с трудностями в обучении и оценке их эффективности. Задачей исследования ставится вопрос о том, каким образом возможно сокращение числа моторных дисфункций у детей в процессе их социализации и то, с помощью какого материала происходит закрепление повышающих возможностей в структуре социально-общественного развития.
Материалы и методы исследования. В исследовании приняли участие 56 школьников (возраст 7-15 лет), у которых неврологом диагностировано специфическое расстройство формирования школьных навыков. Исследования проводились среди детей, посещающих научно-методический центр Логопрогноз. Исследования и тренинги были назначены неврологом и проводились с письменного согласия родителей.
Дополнительно определялась теоретическая роль мозжечка в регулировании процессов в детском мозгу. Знание особенностей соматотопической организации функций мозжечка - представительства различных периферических рецепторов, то есть различных частей тела (голова, туловище, конечности) на определенных участках червя и полушарий мозжечка имеет важное значение для врача-невролога в определении территории возможного частичкового поражения, а также идентификации проявлений мозжечковых нарушений - атоксичного или когнитивного синдрома, составляющих общего неврологического дефицита, что определяет степень инвалидизации пациента в острый период мозжечкового инсульта.
Оценка динамического равновесия испытуемых до и после тренинга проводилась с помощью системы цифровой постурографии Balance Master, компании «Neurocom International, Inc» (США) - тест Rhythmic weight shift - RWS (ритмичное перемещение веса) [9]. Для выполнения задания было необходимо раскачиваться, не отрывая стоп от стабилометрической платформы, перемещая, посредством этих движений, курсор на экране между двумя красными линиями. Ритм движений и их направление задавались с помощью изображения курсора-указателя. Оценивался контроль направления движения в ходе выполнения шести проб, продолжительностью по 10 с. В динамике теста менялось направление движения (из стороны в сторону, вперед - назад) и скорость курсора-указателя.
Дети были разделены на экспериментальную (26 человек) и контрольную (26 человек) группы по случайному признаку. Дети экспериментальной группы прошли разработанный нами тренинг, который продолжался 14 дней в режиме индивидуальных занятий, продолжительностью по 2 часа. В литературе показана эффективность использование ритмических и двигательных тренингов в работе с детьми, имеющими трудности в обучении [1, 4]. Занятия включали в себя выполнение специально разработанных двигательно-ритмических упражнений - Нейродинамическая гимнастика, тренинг на основе биологической обратной связи (БОС), разработанный компанией Interactive Metronome, США и БОС-тренинг Balance Master [1]. Тренинг детей контрольной группы проводился с помощью аппаратно-программного комплекса Balance Master.
Результаты исследования. Возможность контроля перемещения центра тяжести в пределах плоскости опоры необходима для сохранения баланса в положении стоя при выполнении различных движений. Затруднения при выполнении теста ритмичного перемещения веса свидетельствуют о неспособности испытуемых соответствовать временным ограничениям среды, что может являться признаком незрелости или нарушения функционирования мозжечка и/или базальных ганглиев [9].
Во время выполнения теста оценивалось, насколько близким к прямой линии и плавным было перемещение курсора между заданными точками. Чем ближе был показатель к 100%, тем выше точность движений испытуемого. Для большинства испытуемых контроль направления движения оказался наиболее труден в пробах на перемещение веса тела в направлении вперед-назад.
После тренингов было проведено повторное исследование. В контрольной группе не выявлено значимых изменений к лучшему в качестве выполнения теста (рис. 1), хотя дети в этой группе в среднем были старше и лучше выполнили тест во время первого исследования.
Рис. 1. Сравнение результатов выполнения постурографического теста Rhythmic weight shift (ритмичное перемещение веса) детьми контрольной группы (26 детей, 7-14 лет) до и после проведения тренинга: здесь и на рис. 2 пробы 1, 2, 3 - движения: из стороны в сторону; пробы 4, 5, 6 - направление движения: вперед - назад; направление движения меняется: пробы 1, 4 - через 3 с, пробы 2, 5 - через 2 с., пробы 3, 6 - через 1 с.
В экспериментальной группе выявлены значимые изменения к лучшему (критерий Стьюдента для непарных выборок p<0,05) в качестве выполнения наиболее сложных проб №№ 4, 5 и 6 после тренинга (рис. 2).
Рис. 2. Сравнение результатов выполнения постурографического теста Rhythmic weight shift (ритмичное перемещение веса) детьми экспериментальной группы (26 детей, 7-10 лет) до и после проведения тренинга.
Полученные данные подтверждают наличие постуральных и ритмических дисфункций у школьников с трудностями в обучении. Разработанный нами комплексный тренинг оказался более эффективным, чем тренировки, направленные на формирование конкретного двигательного навыка. Родители испытуемых экспериментальной группы отметили положительные изменения в уровне работоспособности, произвольного внимания и самоорганизованности у детей.
Заключение. Проведенный анализ экспериментальных и клинических исследований предыдущих и последних десятилетий убедительно подтверждает наличие соматотопической организации функций различных частей тела в коре мозжечка человека, очевидность существования топографических образований, ответственных за сенсомоторную координацию походки, конечностей, артикуляцию (передняя доля), а также за состояние когнитивных функций, включая внимание, рабочую память, воспроизведение лексики (участка VI и VII долек задней доли нового мозжечка).
Мозжечок, безусловно, нельзя оценивать как функционально идентичный орган, поскольку он не только является ключевой надсегментарной структурой центральной нервной системы в координации движений, регуляции ходы и мышечного тонуса, но и имеет важное значение в планировании и выполнении произвольных двигательных актов, которые происходят за непосредственными связями с корой полушарий большого мозга и под ее контролем; мозжечок осуществляет регуляцию психических процессов, когнитивного статуса, вегетативных функций.
Разработанные нами тренинги включали в себя двигательные и упражнения, ритмический и постурографический БОС-тренинги. Тренинги проводились индивидуально под руководством инструктора. Испытуемые занимались ежедневно по 2 часа в течение 14 дней. Дети из контрольной группы тренировались только в выполнении тестовых заданий RWS на постурографе. Повторное тестирование после курса занятий показало, что в контрольной группе показатели выполнения тестов значимо не улучшились, в экспериментальной группе после тренинга отмечены статистически значимые изменения к лучшему при выполнении трех наиболее сложных для испытуемых проб (перемещение веса в направлении вперед-назад). У испытуемых экспериментальной группы отмечены также положительные изменения в уровне работоспособности, произвольного внимания и самоорганизованности. Таким образом, разработанные нами комплексные тренинги оказались более эффективны, чем тренировки, направленные на создание конкретного двигательного навыка.
Постуральные дисфункции у школьников с трудностями в обучении, вероятно, являются результатом недостаточной сформированности процессов сенсомоторной интеграции. Преодоление данных дефицитов требует дальнейшего изучения психофизиологических механизмов, влияющих на развитие способности детей к обучению. Использование постурографа позволяет проводить объективную оценку степени выраженности данных дисфункций, а также оценивать эффективность тренингов. Комплексные тренинги, включающие в себя постуральные и двигательно-ритмические упражнения, являются результативными и могут стать альтернативой медикаментозному лечению.