Изучение мозгового обеспечения когнитивной деятельности человека: фМРТ-ЭЭГ исследование функциональной организации мозговых систем, вовлекаемых в обеспечение порождения и восприятия элементов речи

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 16-18-00041

НазваниеИзучение мозгового обеспечения когнитивной деятельности человека: фМРТ-ЭЭГ исследование функциональной организации мозговых систем, вовлекаемых в обеспечение порождения и восприятия элементов речи

Руководитель Киреев Максим Владимирович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук , г Санкт-Петербург

Конкурс №11 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований» (11)

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-552 - Психофизиология, психогенетика, сравнительная психология, зоопсихология, эволюционная психология

Ключевые слова мозговое обеспечение языка и речи, нейролингвистика, функциональная организация мозговых систем, функциональная МРТ, ментальный лексикон, количественная ЭЭГ, лобно-височная речевая система

Код ГРНТИ15.21.35

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Развитие представлений о базовых принципах функциональной организации мозга невозможно без исследований мозговых основ речевой функции, которая является одним из ключевых видов высшей нервной деятельности человека. Поэтому изучение мозгового обеспечения восприятия и порождения речи является одной из важных, традиционных и наиболее интенсивно развивающихся областей современной нейро- и психофизиологии. Благодаря бурному техническому развитию методов исследования мозга (особенно за последние пару десятилетий), достигнут существенный прогресс в представлениях о функциональной специализации различных областей мозга в обеспечении речи. Однако понимание механизмов взаимодействия этих областей в рамках мозговых нейрональных систем, обеспечивающих речевую функцию, существенно скромнее. Изучение психофизиологических основ речи как сложного многокомпонентного процесса требует применения междисциплинарного экспериментального подхода, позволяющего непротиворечиво интегрировать представления о ключевых лингвистических свойствах исследуемого явления и о нейрофизиологических принципах работы мозговых систем. Одной из нерешенных фундаментальных проблем в этой области является вопрос о мозговой основе ментального лексикона – базового компонента языка, отвечающего за хранение, порождение и восприятие слов. У этой проблемы много различных аспектов (например, восприятие в разных модальностях: на письме и на слух, подбор нужного по смыслу слова при порождении и т.д.), и один из самых обсуждаемых связан с морфологическими характеристиками словоформ. Большинство форм слов в языках мира имеет окончания, приставки, суффиксы, многие формы одного слова отличаются по целому ряду параметров (за счет чередований гласных и согласных звуков, передвижения ударения, выпадения звуков и пр.), так что возникает вопрос о том, какие формы хранятся целиком, а какие генерируются из составных частей при порождении и подвергаются анализу при восприятии. Возможно ли сочетание этих стратегий, на что опирается вторая: исключительно на аналогию с другими формами или же на более абстрактные правила? Насколько это зависит от различных свойств формы (от ее регулярности, частотности, морфологической сложности, продуктивности и частотности того словоизменительного класса, к которому она относится, и др.)? Как структурирован массив форм слова?.. Все эти вопросы пока остаются дискуссионными, равно как и проблема того, какие мозговые системы (и как именно) вовлекаются в обеспечение упомянутых выше процессов. Еще один фундаментальный вопрос, широко обсуждающийся в рамках различных когнитивных и нейронаук, сводится к тому, является ли способность человека к речи отдельной, независимой (функционально и анатомически) от других когнитивных функций, например, способности к произвольному вниманию или различных видов памяти. Как именно взаимодействуют мозговые системы обеспечения речи (например, так называемая уни- и/или би-латеральная лобно-теменная нейрональная система) и системы обеспечения исполнительного и когнитивного контроля текущей деятельности? До какой степени работа этих систем независима? Хотя в последнее время публикуется все больше данных о структурно-функциональной дифференциации этих двух нейрональных систем (которая затрагивает в том числе и область Брока), возможные сценарии их функциональной интеграции остаются малоисследованнными. Одной из причин такой ситуации является то, что абсолютное большинство нейровизуализационных исследований порождения и восприятия речи проводится на языках с относительно бедной морфологией, прежде всего, германских и отчасти романских (то есть таких, где очень невелико количество и разнообразие форм и словоизменительных классов). Другая причина – фактическое отсутствие работ, целенаправленно изучающих механизмы взаимодействия мозговых структур, которые лежат в основе процессов порождения и восприятия словоформ. В связи с этим конкретной задачей данного проекта является изучение функциональной организации мозговых систем, вовлекаемых в обеспечение речи, на примере исследования мозгового обеспечения процессов обработки словоформ русского языка с различными характеристиками (с точки зрения регулярности, частотности, морфологической сложности, продуктивности и частотности словоизменительного класса и др.). Такая формулировка поставленной исследовательской задачи подразумевает использование подходов, позволяющих в рамках одного исследования не только выявить структурно-функциональную и пространственно-динамическую организацию мозговых систем, вовлекаемых в обеспечение фундаментальных свойств речи, но и вплотную подойти к формулировке базовых характеристик взаимодействия мозговых областей, лежащих в их основе. Для решения поставленной задачи предполагается использование методов функциональной МРТ и многоканальной количественной ЭЭГ, а также проведение анализа психофизиологических взаимодействий и причинно-следственного моделирования, которые при комплиментарном использовании позволяют выявлять локализацию вовлекаемых звеньев мозговых систем и характерные перестройки их функциональных отношений (в том числе выявление взаимосвязей элементов). Ожидается, что результаты, полученные в ходе реализации проекта, позволят выявить новые фундаментальные свойства функциональной организации мозговых систем, вовлекаемых в обеспечение речи.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Медведев С.В. Организация системной работы мозга: новые данные Тезисы докладов Второй российской конференции с международным участием «Физика — наукам о жизни», Тезисы докладов Второй российской конференции с международным участием «Физика — наукам о жизни».- СПб.: ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 2017. Стр. 33 (год публикации - 2017)

2. Киреев М.В, Слюсарь Н.А., Коротков А.Д., Котомин И.А., Машарипов Р.С., Черниговская Т.В., Медведев С.В. РЕОРГАНИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ЛОБНО-ВИСОЧНОЙ СИСТЕМЫ МОЗГА ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ ПОРОЖДЕНИЯ ГЛАГОЛОВ РУССКОГО ЯЗЫКА Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 104, N 11, 2018 (год публикации - 2018)
10.7868/S0869813918110072

3. Медведев С.В., Коротков А.Д., Киреев М.В. Скрытые звенья мозговых систем Физиология человека (год публикации - 2019)

4. Слюсарь Н.А., Киреев М.В., Медведев С.В. Differential involvement of prefrontal cortex in the processing of case agreement attraction in Russian: an FMRI study International Journal of Psychophysiology, Volume 131, Supplement, Pages S12-S13 (год публикации - 2018)
10.1016/j.ijpsycho.2018.07.039

5. Киреев М.В., Слюсарь Н.А., Черниговская Т.В., Медведев С.В. Organization of functional interactions within the fronto-temporal language brain system underlying production and perception of regular and irregular Russian verbs International Journal of Psychophysiology, Volume 131, Supplement, Page S13 (год публикации - 2018)
10.1016/j.ijpsycho.2018.07.040

6. Слюсарь Н.А., Киреев М.В., Коротков А.Д., Медведев С.В. Exploring the nature of morphological regularity: an fMRI study on Russian Cortex (год публикации - 2019)

7. Киреев М.В., Слюсарь Н.А., Коротков А.Д., Черниговская Т.В., Медведев С.В. Закономерности организации функциональных взаимодействий между структурами мозга в процессе обеспечения когнитивной деятельности: фМРТ исследование словоизменительной морфологии русского языка Восьмая международная конференция по когнитивной науке: тезисы докладов.— М.: Изд-во «Институт психологии РАН», — 1368 с., Отв. ред. А.К. Крылов, В.Д. Соловьев. — М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2018. — 1368 с (год публикации - 2018)

8. Слюсарь Н., Киреев М., Коротков А.,Черниговская Т., Медведев С. Morphological regularity and processing difficulty in a lexical decision fMRI study on Russian Четвертый Санкт-Петербургский зимний симпозиум по экспериментальным исследованиям языка и речи. Скифия-принт — 116 с., стр. 100 (год публикации - 2018)

9. Слюсарь Н.А. EXPERIMENTAL STUDY OF SEVERAL CORE CONCEPTS OF THEORETICAL MORPHOLOGY (ON THE MATERIAL OF RUSSIAN): REGULARITY, SYNCRETISM, MARKEDNESS Диссертация на соискание степени доктора филологии и лингвистики ВШЭ. NATIONAL RESEARCH UNIVERSITY HIGHER SCHOOL OF ECONOMICS, 2018, на правах рукописи. 74 С. (год публикации - 2018)

10. Медведев С.В. Мозг против мозга Бослен, Москва (год публикации - 2017)

11. Киреев М.В., Слюсарь. Н.А., Коротков А.Д.,Черниговская Т.В.,Медведев С.В. К вопросу о функциональной организации лобно-височной нейрональной системы мозга в условиях порождения элементов речи Материалы VIII Всероссийской научной конференции с международным участием «Центральные механизмы речи», посвященная памяти проф. Н.Н.Трауготт, "Логопед-Профи" (год публикации - 2017)

12. Киреев М.В. Системная организация работы мозга при обеспечении целенаправленного поведения Докторская диссертация, "Адмирал", Санкт-Петербург (год публикации - 2017)

13. Киреев М.В., Слюсарь Н.А., Коротков А.Д., Котомин И.А., Машарипов Р.С., Черниговская Т.В., Медведев С.В. Реорганизация функциональных взаимодействий лобно-височной системы мозга человека в процессе порождения глаголов русского языка Российский физиологический журнал им. И.М. СЕЧЕНОВА (год публикации - 2018)

14. Медведев С.В. Путешествие светлого пятна. Мозговое обеспечение высших функций Тезисы докладов Санкт-Петербургского научного форума посвященного 100-летию Физиологического общества им. И.П. Павлова. Издательство "ЛЕМА", Санкт-Петербург (год публикации - 2017)

15. Медведев С.В., Киреев М.В., Коротков А.Д. Организация нейрональных систем обеспечения целенаправленной деятельности человека: новые данные Физиология человека, г. Москва, принята к печати (год публикации - 2018)

16. Киреев М.В. Системная организация работы мозга Тезисы докладов Санкт-Петербургского научного форума посвященного 100-летию Физиологического общества им. И.П. Павлова. Издательство "ЛЕМА", Санкт-Петербург (год публикации - 2017)

17. Киреев М.В., Слюссарь Н.А., Коротков А.Д., Черниговская Т.В., Медведев С.В. Idtnteractions within fronto-temporal brain network associated with regular vs. irregular verb production International Journal of Psychophysiology, Volume 108, Page 165 (год публикации - 2016)
10.1016/j.ijpsycho.2016.07.473

Публикации

10. Медведев С.В. Мозг против мозга Бослен, Москва (год публикации - 2017)

Публикации

10. Медведев С.В. Мозг против мозга Бослен, Москва (год публикации - 2017)