Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В рамках совместного междисциплинарного проекта «Когнитивные особенности у детей с моторными нарушениями: клинические, поведенческие и нейрофизиологические корреляты» в первый год реализации этого проекта (2020) коллективы исследователей Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ (Москва) и Клиники артрогрипоза Национального медицинского исследовательского центра детской травматологии и ортопедии имени Г.И.Турнера (г. Пушкин, Санкт-Петербург) выполнили широкий спектр работ и добились значительного прогресса в изучении природы моторных и речевых процессов – как в норме, так и при нарушениях двигательной сферы – при артрогрипозе. В результате совместной работы коллективов получены научные результаты по следующим направлениям. Сотрудниками НИУ ВШЭ разработана oddball-парадигма для оценки нейрональных процессов обработки слухоречевой информации. С помощью этой парадигмы регистрируется компонент негативности рассогласования (mismatch negativity) вызванных ответов. Исследуется пространственно-временные паттерны мозгового ответа негативности рассогласования, зависимость этих паттернов от семантики речевых стимулов, их различия у здоровых взрослых и детей и детей с артрогрипозом. Выработанный нами подход позволяет изучить особенности речевой функции у детей с артрогрипозом в русле представлений теорий воплощенного познания об обработке слов, обладающих моторной семантикой. Проведена серия пилотных исследований разработанной парадигмы на взрослых и детях. Разработанная парадигма протестирована на здоровых испытуемых в НИУ ВШЭ и на пациентах с моторными нарушениями в Институте им. Турнера. Получены результаты, доказывающие эффективность созданной парадигмы. Проведена полномасштабная серия МЭГ-ЭЭГ-МРТ комбинированных исследований в разработанной парадигме для речевого картирования слов, связанных с моторикой, на 9 детях и свыше чем на 40 взрослых. Проведен экспресс-анализ МЭГ-МРТ результатов, подтверждающий эффективность разработанной парадигмы oddball исследования. Проведено свыше 30 ЭЭГ-исследований детей – пациентов с артрогрипозом на базе Института им. Турнера, с использованием разработанной в НИУ ВШЭ oddball парадигмы. Данные находятся в процессе анализа. Парадигма также была дополнена реалистичными видеостимулами, содержание которых было классифицировано сотрудниками НИУ ВШЭ с помощью алгоритмов машинного обучения в соответствии с типом движений - рук или ног, которые совершают персонажи видеоклипов. Это позволило провести эксперимент по динамическому нейрональному картированию зрительного восприятия информации о движениях конечностей в норме (у детей и у взрослых испытуемых) и при патологии с использованием новейшего метода межиндивидуальных корреляций МЭГ/ЭЭГ-сигналов. Проведен анализ результатов. Выявлены ортопедические и нервно-мышечные особенности у детей с моторными расстройствами (опубликованы 2 статьи). Выявлены психологические и нейрофизиологические особенности у детей с моторными расстройствами (2 статьи находятся в стадии рассмотрения журналами входящими в Q1). Проведена комплексная оценка пациентов с моторными нарушениями специалистами в области психологии, нейрофизиологии, логопедии, неврологии, ортопедии и миографии. Получены уникальные данные, позволяющие достоверно связать различные выявленные нарушения у детей с моторными нарушениями. Прослеживается связь изучаемых параметров: электрофизиологических, психологических, логопедических, неврологических, ортопедических. С учетом полученных результатов, данная тема является крайне перспективной и требующей дальнейшей разработки. Разработаны и апробированы задания для оценки процессов порождения речи у здоровых детей и детей с артрогрипозом. Разработанная система тестов является точным диагностическим инструментом для оценки различных компонентов речи: фонематической, лексической, семантической обработки и др. - с учетом влияния различных психолингвистических переменных. Выполнены поведенческие пробы для оценки процессов порождения речи и сравнения их в норме сотрудниками НИУ ВШЭ и при патологии – сотрудниками института им. Турнера. Разработаны протоколы и проведены магнитоэнцефалографические (МЭГ) исследования кортикальной активности у детей с моторными нарушениями. Результаты функционального картирования коры головного мозга на основе данных МЭГ и МРТ, выполненные для детей, больных артрогрипозом, а для также контрольных здоровых испытуемых соответствующего возраста и контрольных взрослых испытуемых подготовлены и поданы в журнал для публикации на английском языке: “S.A. Golosheykin, E.D. Blagoveschenskiy, O.E. Agranovich, M.A. Nazarova, V.V. Nikulin, O.E. Moiseenko, R.W. Chan, A.N. Shestakova. Feasibility and challenges of performing MEG experiments in children with arthrogryposis multiplex congenita. Front Pediatr (submitted)”. Следует отметить уникальность использования МЭГ-подхода к нейрональному картированию проксимальных мышц и особенно – у детей с артрогрипозом. Таких исследований до сих пор не проводилось. Кроме того, на основе наблюдения некоторых паттернов психофизиологической активности была написана статья для журнала Front Neurosci. New movement patterns after muscle transplantation in patients with congenital multiple arthrogryposis. Blagovechtchenski E, Agranovich O, Savina M, Kononova Y, Gabbasova E, Nazarova M, Nikulin V, Koryakina M, Shestakova A Нами впервые применен комплексный подход к изучению ортопедического заболевания – артрогрипоза, что само по себе не является узкой мишенью нашего исследования. Нам представляется, что артрогрипоз является прекрасной клинической моделью для изучения когнитивных последствий моторных заболеваний. Полученные нами комплексные данные позволяют делать крайне интересные предварительные выводы и позволят сделать более общие выводы, как фундаментальные, так и прикладные, на последующих этапах реализации данного междисциплинарного проекта.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В рамках совместного междисциплинарного проекта «Когнитивные особенности у детей с моторными нарушениями: клинические, поведенческие и нейрофизиологические корреляты» во второй год реализации этого проекта (2021) коллективы исследователей Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ (Москва) и Клиники артрогрипоза Национального медицинского исследовательского центра детской травматологии и ортопедии имени Г.И.Турнера (г. Пушкин, Санкт-Петербург) выполнили широкий спектр совместных работ и добились значительного прогресса как в сборе многоаспектных данных (нейрофизиологических, психологических, поведенческих, психологических, клинических), так и в их анализе, в частости, в сравнительном анализе особенностей моторных и речевых процессов в различных исследуемых группах: детях с моторными нарушениями, в т.ч. с артрогрипозом, здоровых детях и здоровых взрослых. В результате совместной работы коллективов получены научные результаты по следующим направлениям. Исследования ВП в парадигме oddball MMN (сравнение больных и здоровых детей) Данная парадигма была создана в начале первого года проекта. На данный отчетный период уже собраны данные 72 пациентах и 25 здоровых детях. Такой дисбаланс объясняется тем, что больные дети более гетерогенные – у каждого заболевание проявляется в той или иной мере и объединять их в одну группу крайне сложно. Например, выраженность заболевания может затрагивать как проксимальные, так и дистальные мышцы. Для оценки парадигмы oddball были отобраны 64 пациента, у которых наблюдался следующий диагноз: нарушение функционирования проксимальных мышц. Запись детей (здоровых и больных) осуществлялась в возможно схожих условиях. Можно подчеркнуть, что в сложившейся эпидемиологической обстановке имеются существенные ограничения: на территорию НИИ Г.И.Турнера запрещен вход детей, которые не являются пациентами (причем срочными). Таким образом сбор данных на группе здоровых детей был возможен только вне данного института и осуществлялся в лаборатории НИУ ВШЭ. Можно заметить, что только благодаря совместной работе двух организаций в современных условиях, на наш взгляд, возможно продолжать реализацию данного проекта.Сотрудниками НИУ ВШЭ также проведены записи данной парадигмы при помощи МЭГ, в том числе на взрослых испытуемых. Данные, полученные на МЭГ для взрослых здоровых испытуемых, были подробно проанализированы сотрудниками НИУ ВШЭ с использованием различных подходов. В том числе производился анализ по областям интереса (слуховая, первичная моторная кора, область Брока, их правополушарные гомологи), в которых осуществлялась локализация вызванных слухоречевых ответов негативности рассогласования разными методами решения обратной задачи. Получены результаты, указывающие на то, что нейрональные паттерны обработки слухоречевых стимулов отличаются по амплитуде и латерализации в зависимости от типа содержащейся в стимулах информации: связанной с движениями или абстрактными действиями. В результате проведенных анализов были выявлены следующие важные факты: Паттерн MMN отличается для больных и здоровых детей, особенно для слов, связанных с движением. Однако статистические отличия представляют мозаичную картину, требующую дальнейшего анализа (источников и т. д.). Можно предположить, что здоровые и больные дети по-разному воспринимают слова, связанные с движением конечностей. Исследования ЭЭГ в парадигме ISC (сравнение больных и здоровых детей) Для реализации данной парадигмы было записано 25 больных детей и 25 здоровых в дизайне, когда предъявляются одновременно зрительные и слуховые стимулы для анализа ISC. На данный момент данный анализ проведен и опубликована статья в International Journal of Psychophysiology, а также подана статья в журнал NeuroImage – все статьи имеют в соавторах совместный коллектив между двумя научными заведениями. Оценка возможности картирования проксимальных мышц у больных артрогрипозом и здоровых детей (МЭГ/ЭЭГ исследования). Были проведены исследования возможности картирования проксимальных мышц. Исследования были проведены на 4х пациентах (больных артрогрипозом) и 4х здоровых детях. Была показана возможность селективной оценки активности связанной со сгибанием руки. Причем было показано, что паттерн активации у больных и здоровых детях отличается во временной и пространственных шкалах. Принята совместная статья в журнал (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fped.2021.626734/full). Сравнение когнитивных навыков у больных и здоровых детей на основании психологического тестирования. Был проведен сравнительный анализ когнитивных навыков у здоровых и больных детей. Обнаружена разница в слуховой и визуальной памяти, которая отчетливо проявлялась в возрасте 8-10 лет, что, возможно, требует пересмотра образовательных программ для детей с моторными расстройствами. Совместным коллективом подана и принята в печать статья в журнал Brain Sciences. Сотрудниками НИИ Г.И. Турнера проведено экспериментально-психологическое исследование процессов порождения речи с помощью экспериментальных заданий, разработанных совместно с сотрудниками НИУ ВШЭ. Задания позволили оценить различные аспекты экспрессивной речи у здоровых детей и детей с артрогрипозом, и увидеть статистические различия в большинстве проб, за исключением пробы на автоматизированное порождение речи. Таким образом, к настоящему моменту сотрудниками НИУ ВШЭ и НИИ Г.И. Турнера собран большой спектр различных данных, отражающих нейрофизиологические, когнитивно-психологические, поведенческие особенности выполнения различных задач, связанных с обработкой мультимодальной информации, и в особенности информации речевой. Данные указывают на то, что между детьми с двигательными нарушениями и здоровыми существуют статистически значимые различия во всех перечисленных особенностях выполнения этих задач. На следующем этапе мы планируем собрать данные об особенностях порождения речи у здоровых детей и детей с двигательными нарушениями. А также перейти к составлению комплексных профилей для различных исследуемых групп (с учетом возраста и клинического статуса), которые будут учитывать все вышеперечисленные особенности и на основании этих профилей можно будет производить более глубокое сравнение исследуемых групп, искать фундаментальные связи между моторными речевыми процессами, а также влияние на эти связи моторных нарушений, таких как артрогрипоз.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Приведенные выше данные показывают необходимость реструктуризации образовательных программ для детей с моторными расстройствами, т. к. получены следующие достоверные данные : • дети с моторными расстройствами отличаются от здоровых детей также в сфере когнитивных навыков • особенно страдают такие навыки, как объем зрительной и слуховой памяти • такие нарушения возможно не связаны с выраженностью диагноза, а с наличием проблем в двигательных функциях • также у больных детей нарушена речевая функция (до патологических отклонений) • нарушение речевой функции также проявляется в нейрональных механизмах, связанных с обработкой семантической информации, которые отличаются от здоровых детей • наибольшее отличие наблюдается для больных детей раннего школьного возраста Все вышеприведенные фактические данные свидетельствуют о необходимости внести коррекцию в образовательные программы детей с моторными заболеваниями. Особенно это актуально в раннем школьном периоде. Мы планируем, закончить написание таких рекомендации для образовательных программ к концу следующего года.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В рамках совместного междисциплинарного проекта «Когнитивные особенности у детей с моторными нарушениями: клинические, поведенческие и нейрофизиологические корреляты» в четвёртый год реализации этого проекта (2023) научно-исследовательские коллективы Центра нейроэкономики и когнитивных исследований Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ (Москва) и отделения артрогрипоза Национального медицинского исследовательского центра детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера (г. Пушкин, Санкт-Петербург) провели обширную работу в рамках сотрудничества по ряду направлений: исследование нейрональных коррелятов процессов понимания речи, исследование коррелятов процессов порождения речи, исследование морфометрических различий структур головного мозга у здоровых детей и детей с двигательными нарушениями (артрогрипоз, акушерский паралич плечевого сплетения). На основе собранных данных мы дополнили и сравнили комплексные многофакторные профили пациентов, отражающие их моторный, когнитивный и речевой статус. Сравнение профилей до и после операции с последующей абилитацией, а также корреляционный анализ заложенных в них параметров указали на успешное восстановление моторной, когнитивной и речевой сферы испытуемых, а также на тесную взаимосвязь восстановления этих сфер у детей с хроническими двигательными нарушениями. Более подробно, были получены следующие результаты по следующим направлениям: 1. Исследование возрастных факторов обработки слухоречевой информации, а также кратковременной и долговременной динамики ответов МЭГ и ЭЭГ, связанных с этой обработкой Мы получили ряд важных фундаментальных и практических результатов, касающихся различных аспектов процессов понимания речи. С помощью магнитоэнцефалографии, собранных на базе НИУ ВШЭ, мы сравнили возрастную динамику локальной межполушарной асимметрии ответов негативности рассогласования на семантически различные стимулы (абстрактные и конкретные глаголы) в группах детей старшего и младшего школьного возраста. Эти результаты опубликованы (https://genescells.ru/2313-1829/article/view/568067) На материале ЭЭГ-данных, собранных на базе НИМЦ им. Г.И. Турнера мы получили важный результат, отражающий различия в процессах формирования следов слухоречевой памяти у здоровых детей и детей с двигательными нарушениями в ходе прослушивания ими серий стимулов слов, связанных с движениями рук. Различалась динамика амплитуд вызванных ответов на этот семантический тип стимулов в начале и в конце записи. 2. Исследование процессов порождения речи в группах здоровых детей и детей с двигательными нарушениями на основе поведенческих, МЭГ и ЭЭГ данных Кроме процессов понимания речи, мы также изучили различные аспекты порождения речи. Поведенческое исследование показало, что различие в точности и скорости выполнения проб на называние предметов и действий между испытуемыми различного возраста в большей степени выражено в пробе на называние действий. Данные нейровизуализации также указали на различия в паттернах ответов N400, отражающих семантические процессы, в частности, в латерализации этих ответов. 3. Сравнение морфометрических характеристик структур головного мозга здоровых детей и детей с двигательными нарушениями на основе данных структурной МРТ Помимо результатов в области функциональной нейровизуализации, совместными усилиями коллективов НИУ ВШЭ и НИМЦ им. Г.И. Турнера собраны, проанализированы и опубликованы (https://genescells.ru/2313-1829/article/view/568311). Мы обнаружили статистически значимые различия в объеме серого вещества между здоровыми детьми и детьми с двигательными нарушениями в амигдале, энториналоной коре и в гиппокампе. Результаты указывают как на влияние моторных дефицитов на структурные особенности головного мозга детей с хроническими двигательными нарушениями, так и на тесную связь этих нарушений с когнитивными процессами: пространственной навигацией, памятью и научением. 4. Сравнение динамики показателей моторного, речевого и когнитивного функционирования до и после операции на основе комплексных профилей детей с двигательными нарушениями И наконец, на основе подхода, который мы разработали и апробировали на предыдущих этапах реализации проекта, - составления и анализа комплексных многофакторных профилей испытуемых, учитывающих клинические, демографические, когнитивно-поведенческие и речевые данные, мы сравнили динамику отраженных в профилях показателей до и после хирургического вмешательства и периода абилитации у детей с хроническими двигательными нарушениями. Результаты сравнения и корреляционного анализа показателей профилей подтвердили восстановительный эффект после прохождения операции и абилитации, а также выявили тесную взаимосвязь восстановления моторных, когнитивных и речевых процессов. Полученный результат соответствует нашей исходной гипотезе о существовании такой взаимосвязи. Еще одной особенностью, выявленной при анализе когнитивных нарушений у детей с моторными заболеваниями был факт, отсутствия корреляции выраженности заболевания и степенью нарушения когнитивных навыков. Вероятно, это указывает на недостаток внимания к этому вопросу. Полученные данные были опубликованы в журнале Q1 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36767207/). Таким образом, выполнив исследования по перечисленным направлениям, мы смогли получить ряд важных фундаментальных и прикладных результатов, касающихся когнитивных особенностей детей с хроническими моторными нарушениями, их клиническим, поведенческим и нейрофизиологическим коррелятам. В качестве общего итога работы по проекту нами были разработаны рекомендации для проведения учебных, реабилитационных и адаптационных мероприятий, с учётом всего спектра клинических, психологических, поведенческих особенностей, характерных для детей с хроническими двигательными нарушениями, такими как артрогрипоз и акушерский паралич плечевого сплетения. 5. Исследование нейрональной динамики, связанной с речевыми процессами, до и после операции и абилитации В соответствии с исходным планом, мы сравнили нейрональные ответы, связанные с речевыми процессами, до и после операции. Оценка была направлена на сравнение характеристик нейрональной активности, отраженных в показателе долговременных корреляций, в пробе слухоречевой негативности рассогласования с различными видами стимулов (глагол движения руки, глагол абстрактного действия и глагол-псевдослово). Анализ учитывал следующие параметры: средней амплитуды ритма и долговременных корреляций. Таким образом, использованная нами мера долговременных корреляций потенциально является чувствительным маркером реорганизации мозговых структур, происходящей в ходе периода послеоперационного восстановления у детей с двигательными нарушениями верхних конечностей. Таким образом, совместная работа коллективов Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ и Национального медицинского исследовательского центра детской травматологии и ортопедии имени Г.И.Турнера в отчётный период позволила получить ряд фундаментальных и прикладных результатов, касающихся речевых когнитивных процессов, их различия и динамики в норме и при хронических патологиях двигательной сферы. Эти данные были дополнены исследованием структурных различий у здоровых детей и детей с артрогрипозом и акушерским параличом. Вся совокупность собранных данных была систематизирована и проанализирована. Проведеный анализ указал на тесную взаимосвязь восстановления моторных, речевых и когнитивных функций после операции и абилитации детей с двигательными нарушениями. А изученные нами фундаментальные процессы - на нейрональном, когнитивном и поведенческом уровне могут служить потенциальными маркёрами успешного восстановления всего исследованного нами спектра функций у детей с хроническими двигательными нарушениями.