способ активации речевых функций головного мозга

Формула изобретения

1. Способ активации речевых функций головного мозга, включающий регистрацию сигналов мозга, формирование сенсорных стимулов в соответствии с длительностью колебаний сигналов мозга и воздействие на пациента этими сенсорными стимулами, отличающийся тем, что измеряют длительность текущего колебания сигнала мозга, устанавливают для этой длительности колебания соответствующий вербальный стимул, воздействуют им на пациента, затем измеряют длительность очередного текущего колебания через интервал времени, не меньший максимальной длительности используемых вербальных стимулов, и воздействуют на пациента вербальным стимулом, соответствующим этому текущему колебанию.

2. Способ активации речевых функций головного мозга, включающий регистрацию сигналов мозга, формирование сенсорных стимулов в соответствии с длительностью колебаний сигналов мозга и воздействие на пациента этими сенсорными стимулами, отличающийся тем, что измеряют длительность текущего колебания сигнала мозга, устанавливают для этой длительности колебания соответствующий вербальный и согласованный с ним по смыслу визуальный стимулы, воздействуют ими на пациента, затем измеряют длительность очередного текущего колебания через интервал времени, не меньший максимальной длительности используемых вербальных стимулов, и воздействуют на пациента вербальным и согласованным с ним по смыслу визуальным стимулами, соответствующими этому текущему колебанию.

3. Способ активации речевых функций головного мозга по п.2, отличающийся тем, что в качестве визуального стимула используют видеообраз, соответствующий по смыслу вербальному стимулу.

4. Способ активации речевых функций головного мозга по п.2, отличающийся тем, что в качестве визуального стимула используют графический текст, соответствующий по смыслу вербальному стимулу.

5. Способ активации речевых функций головного мозга по пп.2, 3 и 4, отличающийся тем, что в качестве визуального стимула используют видеообраз и графический текст, соответствующие по смыслу вербальному стимулу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к не медикаментозным способам активации речевых функций головного мозга и может быть использовано для восстановления речи при задержке психического развития, в реабилитационных мероприятиях больных с органическими поражениями мозга, при различных формах алалии, дизартрии, афазии и других нарушениях речи различной этиологии.

В настоящее время актуален поиск и разработка новых эффективных методов восстановления речевых функций. Одним из перспективных направлений разработки эффективной речевой терапии являются методы функционального лечения, включающие различные виды сенсорных воздействий при минимальном использовании фармакологических средств. Целью применения различных видов сенсорной стимуляции в способах речевой терапии является функционально-специфическая активация отделов мозга, обеспечивающих формирование речевых способностей.

Известен способ восстановления нарушения речи различного генеза (Зеленкова И.М., Шевцова Е.Е., патент РФ № 2242954 на изобретение «Способ восстановления нарушения речи различного генеза»). По этому способу осуществляют воздействие на собственную речь пациента индивидуально подобранными светозвуковыми импульсами. Ритмизируют речь пациента посредством этих импульсов. Звуковые импульсы дополнительно подают с возможностью их тактильного восприятия. Ритм свето- и звуковых импульсов задают в пределах 40-200 бит в минуту и контролируют визуально по плавающей и/или бегущей строке светового сигнала маятника. Длительность каждого импульса подбирают в интервале от 0,2 до 1 с. Громкость звука - в интервале от 0 до 60 дБ. Диапазон звукового импульса составляет 438-445 Гц. Способ позволяет повысить эффективность лечения нарушенной речи пациента.

Недостатком данного способа является отсутствие объективного критерия выбора индивидуальных параметров свето- и звуковых стимулов, что не позволяет установить оптимальные параметры ритма сенсорных импульсов для каждого пациента. Другим недостатком данного способа является отсутствие специфических стимулов, избирательно активирующих отделы головного мозга, обеспечивающие организацию речевых функций.

Известен способ речевой реабилитации при сенсорных афазиях у взрослых с использованием метода референтной биоадаптации (Руднев В.А., Прокопенко С.В., Похабов Д.В., заявка РФ № 93057295/14 на изобретение «Способ речевой реабилитации при сенсорных афазиях у взрослых с использованием метода референтной биоадаптации»). Этот способ используют при реабилитации речевых нарушений при патологии коры головного мозга, и он может быть использован в практической неврологии и логопедии. Задача изобретения - создание эффективного способа лечения сенсорных афазий с использованием в процессе реабилитации индивидуально подобранного темпо - ритма экзогенной стимуляции. Поставленную задачу решают тем, что ритм задают с помощью светозвуковой стимуляции с первоначальной частотой 1 Гц. Затем определяют режим наилучшего воспроизведения темпа стимуляции в 1 Гц (световой, звуковой, светозвуковой) посредством исследования фаз движения кисти, которой отстукивают темп стимуляции. Последующие занятия проводят в оптимальном режиме (световом, звуковом или светозвуковом) с частотой в 1 Гц.

В данном способе осуществляют неспецифическую активацию структур мозга за счет ритмичной светозвуковой стимуляции с индивидуально подобранным темпо-ритмом, где объективным критерием оптимизации ритма являются параметры фазы движения кисти, отстукивающей темп стимуляции. В данном способе не используют специфические акустические сигналы, направленные на избирательную активацию речевых структур мозга. Способ ограничивается только неспецифическим воздействием, что снижает эффективность его использования при лечении нарушений такой специализированной функции, как речь.

Известен способ психологической реабилитации детей с нарушениями в развитии интеллекта на базе компьютерной синергической системы (Львович Я.Е., Арест М.Я., Красноруцкий Е.В., заявка РФ № 95100985/14 на изобретение «Способ психологической реабилитации детей с нарушениями в развитии интеллекта на базе компьютерной синергической системы»). Изобретение относится к области педагогики, в частности логопедии, и может быть использовано для реабилитации детей - инвалидов с церебральным параличом, умственно отсталых детей, детей с расстройствами психосоматического типа, находящихся в различных реабилитационных центрах и других специальных учреждениях. В соответствии с этим способом формируют по возрастающей сложности артикуляции звуки, слова, простейшие предложения и соответствующие им по смыслу лексической структуры видеообразы. Ребенку предъявляют полученную информацию в возрастающей сложности, искажают ее путем изменения степени неразборчивости речи и "смазанности" изображения. В процессе предъявления изменяют степень искажения и добиваются безошибочной речи и понимания ситуации ребенком.

В данном способе для направленной активации речевых структур мозга используют специфические акустические и зрительные стимулы: слова, предложения, видеообразы. Процедуру предъявления стимулов оптимизируют, располагая сенсорную информацию по возрастающей сложности и регулируя степень ее искажения. Однако в данном способе не учитывают ритмичность воздействия, что является важным условием терапии речевых нарушений. Таким образом, оптимизация сенсорного воздействия в данном способе является недостаточной, что отрицательно сказывается на эффективности восстановительных мероприятий.

Известен способ коррекции речи, сочетающий различные виды сенсорной стимуляции с психофармакологическим воздействием (Лохов М.И., патент РФ № 2065736 на изобретение «Способ коррекции речи»). Способ заключается в проведении курса лечебных сеансов ритмизованной речью с частотой, определяемой на основе анализа электроэнцефалограммы конкретного больного. В электроэнцефалограмме выделяют зоны резидуальных поражений речевых и связанных с ними структур, определяют основную или кратную ей частоту связи между пораженными и сохранными структурами и принимают ее за кодовую. На ее основе формируют наряду со звуковыми и световые импульсы, которыми воздействуют на больного во время проведения сеанса. При этом частота следования импульсов определяется параметрами частотной структуры электроэнцефалограммы конкретного больного. Лечение подкрепляют психофармакологическими средствами до и/или во время лечения и суггестивным воздействием. Такие лечебные сеансы проводят в виде групповых и индивидуальных занятий не реже 3 раз в неделю по 2-4 часа каждый сеанс. Курс лечения включает 20-25 сеансов. Такой способ коррекции речи позволяет получить положительный лечебный эффект в 90% случаев и снизить до минимума число рецидивов. Способ используют при заикании, алалии, дислалии, дизартрии, афазии и других речевых нарушениях.

Недостатком данного способа является использование для ритмизации речи только частотных параметров электроэнцефалограммы, не осуществляя при этом согласование во времени текущей ритмики биоэлектрической активности мозга с предъявляемыми сенсорными стимулами. Кроме того, в данном способе лечение подкрепляют психофармакологическими средствами до и/или во время лечения. Это накладывает ограничения на использование данного способа в связи с возможной аллергизацией пациента и другими побочными эффектами.

Наиболее близким предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ нормализации психофизиологического состояния (Константинов К.В., патент № 2410025 на изобретение «Способ нормализации психофизиологического состояния»), принимаемый нами за прототип По этому способу зарегистрированные сигналы мозга согласуют с сенсорными сигналами. А каждый сенсорный сигнал формируют в соответствии с длительностью, амплитудой и формой каждого колебания сигнала мозга. Одновременно воздействуют на пациента каждым сенсорным сигналом синхронно с каждым колебанием сигнала его мозга. При этом пациенту предлагают обратить внимание на то, что воспринимаемые им сенсорные сигналы отражают работу его мозга. Таким образом, сигнал мозга представляют как временную последовательность колебаний. Основные параметры колебаний (длительность, амплитуду и форму) согласуют с параметрами сенсорных сигналов, причем каждому уникальному колебанию сигнала мозга соответствует уникальный сенсорный сигнал. В результате в данном способе в сенсорном сигнале с высокой точностью отражают основные параметры сигнала мозга. Способ позволяет повысить эффективность процессов нормализации психофизиологического состояния после стрессовых нагрузок, психоэмоционального и интеллектуального напряжения, а так же для лечения функциональных расстройств центральной нервной системы, психосоматических заболеваний и последствий органических поражений мозга.

Данный способ является эффективным методом восстановления функционального состояния центральной нервной системы. Высокая эффективность данного способа достигается за счет высокой степени согласованности эндогенной активности мозга с сенсорными сигналами.

Недостатком данного способа при использовании его для восстановления речевых функций, является отсутствие специфического сенсорного воздействия, избирательно активирующего структуры мозга, ответственные за организацию речи. Этот недостаток выбранного за прототип способа ограничивает эффективность его применения при лечении речевых нарушений.

Целью создания предлагаемого изобретения является повышение эффективности лечебных мероприятий, направленных на активацию речевых функций головного мозга.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе активации речевых функций головного мозга измеряют длительность текущего колебания сигнала мозга, устанавливают для этой длительности колебания соответствующий вербальный стимул и воздействуют им на пациента. Затем измеряют длительность очередного текущего колебания через интервал времени, не меньший максимальной длительности используемых вербальных стимулов, и воздействуют на пациента вербальным стимулом соответствующим этому текущему колебанию. В соответствии с предложенным способом может осуществляться регистрация длительности различных видов текущих колебаний сигналов мозга.

В другой модификации способа активации речевых функций головного мозга измеряют длительность текущего колебания сигнала мозга, устанавливают для этой длительности колебания соответствующий вербальный и согласованный с ним по смыслу визуальный стимулы и воздействуют ими на пациента. В качестве визуального стимула может быть предъявлен пациенту графический текст, видео образ или то и другое вместе. Затем измеряют длительность очередного текущего колебания через интервал времени, не меньший максимальной длительности используемых вербальных стимулов, и воздействуют на пациента вербальным и согласованным с ним по смыслу визуальным стимулами, соответствующими этому текущему колебанию сигнала мозга.

При этом, исходно, длительность и смысловое наполнение вербального стимула никак не связаны с длительностью текущего колебания сигнала мозга. Количество возможных длительностей текущих колебаний сигналов мозга ограничено и, следовательно, счетное. В соответствии с предлагаемым способом для каждой длительности текущих колебаний сигналов мозга из всего диапазона длительностей на время проведения процедуры лечения устанавливают соответствующий каждой длительности сигнала ее вербальный стимул - произвольным образом выбранное устное слово. На пациента воздействуют этим вербальным стимулом сразу же после окончания первого произвольно выбранного текущего колебания. Длительность очередного текущего колебания измеряют через интервал времени, не меньший максимальной длительности используемых вербальных стимулов, И, если при этом его длительность будет отличаться от длительности первого выбранного нами колебания, воздействуют на пациента новым вербальным стимулом, соответствующим длительности этого нового текущего колебания.

Для наглядности к описанию прилагается рис.1, поясняющий осуществление предлагаемого способа.

На нем в условном виде приведена ЭЭГ. В соответствии с предлагаемым способом для каждой длительности текущих колебаний сигналов мозга T ₁, T_x T_N из всего диапазона длительностей T₁ -T_N на время проведения процедуры лечения устанавливают соответствующий каждой длительности сигнала ее вербальный стимул - произвольным образом выбранное устное слово. Например, для длительности сигнала T₁ - слово «дом», для длительности сигнала T₂ - слово «лес», для длительности сигнала T₃ - слово «река», для длительности сигнала T_x - слово «x», для длительности сигнала T_N - слово «кот». Начиная процедуру лечения, воздействуют на пациента вербальным стимулом сразу же после окончания первого произвольно выбранного текущего колебания. Пусть этим первым текущим колебанием будет колебание T₁. Тогда сразу же после окончания колебания T₁ на пациента воздействуют вербальным стимулом - словом «дом». Длительность очередного текущего колебания (пусть это будет T_x) измеряют через интервал времени «t₀», не меньший максимальной длительности используемых вербальных стимулов, И, если длительность колебания T_x будет отличаться от длительности первого выбранного нами колебания T₁, то на пациента воздействуют новым вербальным стимулом - словом «x», соответствующим новому текущему колебанию T_x. А если длительность очередного текущего колебания опять будет равна T₁, то на пациента опять воздействуют вербальным стимулом «дом» сразу же после окончания очередного текущего колебания T₁ . Для наглядности на схеме показано «t₀» - время, в течение которого длительность очередного текущего колебания не измеряется - это интервал времени, не меньший максимальной длительности используемых вербальных стимулов.

Таким образом, в данном способе производят направленную вербальную стимуляцию тех отделов мозга, которые участвуют в формировании речевых функций. Стимуляция может производиться, как в акустической форме, так и в визуальной, раздельно и/или совместно. Визуальные стимулы могут предъявляться как в виде образа, так и в виде текста. Следует отметить, что вербальная стимуляция может производиться как самостоятельно, так и на фоне невербальных акустических, визуальных и тактильных стимулов. Существенным моментом данного способа активации речевых функций мозга является высокая степень согласованности конкретного вербального стимула и/или соответствующего ему по смыслу визуального стимула с текущим колебанием сигнала мозга, что обеспечивает индивидуальный ритмический режим воздействия этими стимулами на каждого конкретного пациента,

Согласованность вербальных стимулов с колебаниями сигнала мозга заключается в соблюдении строгого соответствия длительности колебаний сигналов головного мозга конкретным вербальным стимулам, а также в соблюдении временного соответствия предъявления вербального стимула моменту времени появления соответствующего колебания сигнала мозга. Временное соответствие вербальной стимуляции колебаниям сигнала головного мозга автоматически обеспечивает оптимальный ритмический режим воздействия для каждого конкретного пациента, что избавляет от необходимости учета каких бы то ни было дополнительных критериев по выбору ритма стимуляции.

Способ позволяет повысить эффективность процессов восстановления речевых функций головного мозга при различных формах алалии, дизартрии, афазии, при задержке психического развития, в реабилитационных мероприятиях больных с органическими поражениями мозга и других нарушениях речи различной этиологии.

Сравнительный анализ признаков прототипа и предлагаемого способа показывает, что отличия последнего заключаются в согласованности вербальных стимулов с колебаниями сигнала головного мозга, в соблюдении строгого соответствия длительности колебаний сигналов головного мозга конкретным вербальным стимулам, а также в соблюдении временного соответствия предъявления вербального стимула моменту времени появления соответствующего колебания сигнала мозга, в использовании специализированных сенсорных стимулов. Следовательно, предлагаемый способ соответствует критерию «новизна».

Сравнение предлагаемого способа с другими известными в данной области техническими решениями позволяет сделать вывод, что оно вытекает из них не очевидным образом и, следовательно, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Соответствие предлагаемого способа критерию «промышленная применимость» подтверждается реализацией в приборах и устройствах медицинской техники.

Заявляемый способ реализуют с помощью устройства, которое содержит датчики сигналов мозга, блок регистрации сигналов мозга, блок преобразования сигналов мозга в вербальные и/или соответствующие им по смыслу визуальные стимулы, блок воздействия на пациента сформированными вербальными и/или соответствующими им по смыслу визуальными стимулами, а так же блок контроля за текущими параметрами колебаний сигналов мозга и блок управления.

Во время проведения лечебной процедуры колебания сигналов мозга регистрируют блоком регистрации сигналов мозга. При этом в блоке контроля за текущими параметрами колебаний сигналов мозга по колебаниям сигналов мозга контролируют текущее психофизиологическое состояние пациента. В блоке преобразования сигналов мозга в вербальные и/или соответствующие им по смыслу визуальные стимулы регистрируемые датчиками колебания сигналов мозга преобразуют в вербальные и/или соответствующие им по смыслу визуальные стимулы с учетом длительности каждого колебания сигналов мозга. Затем с помощью блока воздействия на пациента сформированными вербальными и/или соответствующими им по смыслу визуальными стимулами сформированными стимулами воздействуют на пациента. При этом регистрацию следующего колебания сигнала мозга, формирование соответствующего ему вербального и/или соответствующего ему по смыслу визуального стимула и воздействие на пациента этим стимулом осуществляют через промежуток времени, не меньший максимальной длительности вербального стимула. Этот промежуток времени, а так же продолжительность лечебной процедуры устанавливают блоком управления.

В институте Мозга Человека РАН (г.Санкт-Петербург) выполнено обследование детей с задержкой психического развития, логоневрозом, дизартрией, алалией. Все дети проходили курс лечения с использованием процедур активации речевых функций головного мозга (АРФ) в соответствии с предлагаемым изобретением. Было обследовано 19 детей: 18 мальчиков и 1 девочка в возрасте от 7 до 9 лет. Все дети проходили курс процедур АРФ. Сеансы АРФ заключались в прослушивании ребенком вербальных стимулов, согласованных с его собственной электроэнцефалограммой в реальном времени. Прослушивание производилось в наушниках. Продолжительность процедуры составляла 20 мин. Сеансы проводились через день. Каждый ребенок проходил от 5 до 12 сеансов. В контрольном обследовании 20 детей (15 мальчиков и 5 девочек) с теми же диагнозами проходили курс медикаментозного лечения с логопедией без процедур АРФ.

В сфере речи до процедур АРФ у обследованных детей наблюдались отдельные слова и фразы. Словарь скудный. Речь не выступает как средство общения. После процедур АРФ наблюдалось увеличение активного словаря, появляются слова как средство общения. В целом увеличивался словарный запас. Приводим некоторые примеры лечения с использованием процедур АРФ.

Пациент Д.А., 8 лет, диагноз: логоневроз, повышенная активность. Выполнено 10 сеансов АРФ. Продолжительность каждого сеанса составляла 20 минут. На процедурах пациент сидел спокойно, с закрытыми глазами, слушал. Отец ребенка отмечал улучшение речи почти сразу с начала процедур, заметно уменьшалось заикание. В ходе курса процедур АРФ заикание почти исчезло. Заикание возвращается только при сильном волнении. В целом ребенок стал спокойнее.

Пациент К.Н., 7 лет, диагноз: моторная алалия, повышенная активность. Проведено 5 сеансов. С третьей процедуры стал вести себя спокойнее (не боялся, меньше сопротивлялся, иногда начинал капризничать, но вскоре успокаивался). К концу курса процедур мать ребенка отметила, что стал использовать больше слов в речи, говорить фразами, а не отдельными словами. Стал легче выполнять обращенные к нему просьбы.

Пациент М.В., 9 лет, диагноз: дизартрия. Проведено 8 сеансов. На первых процедурах сидел спокойно, засыпал. На последующих процедурах стал активнее, был разговорчив, подвижен, больше нацелен на взаимодействие, чем на прослушивание. По мере проведения процедур начал активнее пользоваться речью для выражения своего состояния, своих желаний. Стал употреблять больше слов. К концу процедур родители отметили заметное улучшение речи и улучшенную коммуникативность.

В контрольной группе детей, не проходивших курс процедур АРФ, подобных изменений в речевой сфере за аналогичный промежуток времени (30-40 дней) не наблюдалось. Многолетняя практика лечения детей с диагнозом задержка психического развития показывает, что достоверные положительные сдвиги психического и речевого развития могут наблюдаться только после 6-ти месячного курса лечебных мероприятий включающих медикаментозное лечение с логопедией.

Таким образом, использование при лечении курса процедур АРФ в сочетании с традиционным лечением с логопедией по крайней мере в 3-4 раза ускоряет процесс речевого развития детей. Отсюда следует, что предлагаемый способ активации речевых функций головного мозга является эффективным средством терапии нарушений речи различной этиологии.

Предлагаемый способ активации речевых функций головного мозга может быть широко использован в медицинских и реабилитационных учреждениях различного профиля.