Нейросетевая организация речи: структурно-функциональный анализ первичных прогрессирующих афазий

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-25-00483

НазваниеНейросетевая организация речи: структурно-функциональный анализ первичных прогрессирующих афазий

Руководитель Федотова Екатерина Юрьевна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр неврологии" , г Москва

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-219 - Клиническая неврология

Ключевые слова первичная прогрессирующая афазия, воксель-ориентированная морфометрия, функциональная магнитно-резонансная томография, лобно-височная деменция, болезнь Альцгеймера, нейродегенеративные заболевания, речь

Код ГРНТИ76.29.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Речь является одной из высших мозговых функций и представляет собой основной метод коммуникации, из-за чего сложно переоценить ее значимость для полноценного функционирования человека в социуме. Первичные прогрессирующие афазии, будучи медленно прогрессирующим нейродегенеративным заболеванием с преобладанием в клинической картине разнообразных речевых нарушений, являются перспективной моделью для более подробного исследования топографического распределения расстройств речи. Работы, посвященные данной проблеме, в основном фокусируются лишь на одном из аспектов речи и, как правило, оценивают поражение только серого вещества головного мозга. В то же время, более комплексный подход к многосторонней оценке речевых доменов с определением локализации корковой атрофии и сетевой реорганизации речевых зон может дать новый взгляд на проблему. В рамках проекта планируется проведение клинико-нейропсихологического профилирования пациентов с нарушениями различных речевых доменов при первичных прогрессирующих афазиях. Профиль афатических нарушений будет сопоставляться с паттерном поражения серого вещества по данным воксель-ориентированной морфометрии и с изменениями коннективности по данным функциональной магнитно-резонансной томографии. Полученные данные позволят расширить понимание фундаментальных механизмов, лежащих в основе речепонимания и речепорождения, а также особенностей обработки информации в речевых сетях головного мозга.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Д.Р. Ахмадуллина, Р.Н. Коновалов, Ю.А. Шпилюкова, Е.Ю. Федотова, С.Н. Иллариошкин Anomia: Deciphering Functional Neuroanatomy in Primary Progressive Aphasia Variants Brain Sciences, Volume 13, Issue 12, p. 1703 (год публикации - 2023)
10.3390/brainsci13121703

2. Ахмадуллина Д.Р., Коновалов Р.Н., Шпилюкова Ю.А., Федотова Е.Ю. Структурные изменения серого вещества при вариантах первичной прогрессирующей афазии Digital Diagnostics, Т. 4. - №4. (год публикации - 2023)
10.17816/DD567783

3. Ахмадуллина Д.Р., Федотова Е.Ю. Первичная прогрессирующая афазия: варианты и основные речевые домены Анналы клинической и экспериментальной неврологии (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.17816/ACEN.1067

4. Ализаде Х.И, Невзорова К.В., Ахмадуллина Д.Р., Бердникович Е.С., Шпилюкова Ю.А., Федотова Е.Ю. Первичная прогрессирующая апраксия речи – редкий синдром фокальных корковых дегенераций: клиническое наблюдение Неврология и нейрохирургия. Восточная Европа, 2024, том 14, № 4, 609-618 (год публикации - 2024)
10.34883/PI.2024.14.4.048

5. Ахмадуллина Д.Р., Коновалов Р.Н., Шпилюкова Ю.А., Невзорова К.В., Федотова Е.Ю., Иллариошкин С.Н. Neuroanatomical correlates of language impairment in non-fluent variant of primary progressive aphasia Frontiers in Human Neuroscience, Volume 18: 1486809 (год публикации - 2024)
10.3389/fnhum.2024.1486809

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
На втором году выполнения проекта расширена выборка пациентов с первичной прогрессирующей афазией (ППА), а также контрольная группа, что позволило подтвердить и уточнить результаты по нейропсихологическому профилированию и по морфометрическим данным полученным на первом году работы. Основной задачей второго года являлась обработка данных функциональной МРТ покоя (фМРТп) и подробный анализ нейросетевой реорганизации речи, измененной под воздействием топически разных очагов нейродегенерации. Как и на первом году проекта, когда исследовались морфометрические данные, на втором году были проанализированы фМРТп-данные на уровне общей группы ППА, затем на уровне вариантов ППА – аграмматического (авППА), семантического (свППА) и логопенического (лвППА) , и затем на уровне отдельных речевых доменов. Данные фМРТп были обработаны с помощью нескольких подходов: с выделением речевой сети (РчС), а также с помощью оценки функциональной коннективности с привлечением roi-to-roi и seed-to-voxel анализов. Анализ РчС показал, что при разных вариантах ППА может быть как усиление, так и снижение активности в одних и тех же областях, что для одних может рассматриваться в качестве компенсаторных изменений, для других – как признак атрофического процесса. Центральными областями, активность которых изменялась при ППА, являлись задние отделы средней височной извилины и нижняя лобная извилина. Выявленные изменения в активности РчС были ассоциированы с прогрессирующей тяжестью нарушений и длительностью заболевания. Анализ функциональной коннективности показал двустороннее вовлечение в речевую функцию различных корковых областей с их функциональным разобщением при нейродегенеративных афатических нарушениях, а также компенсаторным усилением связанности корковых регионов с таламусом и мозжечком, подчеркивая роль последних в обеспечении речевых функций в условиях дегенерации полушарий. Помимо этого, определена вовлеченность областей, традиционно относящихся к сети выявления значимости и сети пассивного режима работы головного мозга, что соответствует клиническим данным, выявленным в ходе исследования, в виде значительных нарушений других когнитивных функций помимо речи. На втором году выполнения проекта исследованы и определены функциональные перестройки, ассоциированные с нарушениями в основных речевых доменах. Нарушения в доменах отличались по функциональной дезорганизации в зависимости от варианта ППА, при этом часто имея схожее клиническое проявление, подчеркивая комплексность самих изучаемых доменов. Для ряда доменов показано соответствие морфометрическим данным, для других – наоборот, расхождения и различия. Все планируемые работы второго года выполнены в полном объеме, по результатам опубликованы/приняты в печать 3 статьи.

Публикации