Опишите нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе внимания и кратковременной памяти; как изменения в этих механизмах могут проявляться в поведении школьников с дефицитом внимания?
Ниже — сжатое, но системное описание нейрофизиологических механизмов внимания и кратковременной рабочейрабочейрабочей памяти и того, как их нарушение проявляется в поведении школьников с дефицитом внимания.
Что такое внимание и кратковременная/рабочая память КП/РПКП/РПКП/РП — кратко
Внимание — набор процессов, которые селектируют и усиливают релевантную информацию фокусировка,устойчивоеподдержание,распределение,подавлениеотвлекающегофокусировка, устойчивое поддержание, распределение, подавление отвлекающегофокусировка,устойчивоеподдержание,распределение,подавлениеотвлекающего. Кратковременная/рабочая память — способность удерживать и манипулировать информацией в активном состоянии модельBaddeley:фонологическаяпетля,визуально‑пространственныйблок,«центральныйисполнитель»модель Baddeley: фонологическая петля, визуально‑пространственный блок, «центральный исполнитель»модельBaddeley:фонологическаяпетля,визуально‑пространственныйблок,«центральныйисполнитель».
Основные мозговые сети и области
Дорсолатеральная префронтальная кора DLPFCDLPFCDLPFC: исполнительная функция, поддержание и манипуляция информации. Вертексально‑теменно‑париетальная система парие‑тальпарие‑тальпарие‑таль: селекция внимания, пространственное внимание, хранение образов. Вентральная сети внимания вентральныйфронто‑париетальныйвентральный фронто‑париетальныйвентральныйфронто‑париетальный: обнаружение неожиданных стимулов, переключение внимания. Таламус особенноретикуло‑таламическаясистемаособенно ретикуло‑таламическая системаособенноретикуло‑таламическаясистема: фильтрация входящей информации, регуляция бодрствования. Базальные ганглии: селекция и ингибирующие механизмы, временная организация ответов. Сеть «по умолчанию» DMNDMNDMN: должна подавляться при концентрации; её чрезмерная активация мешает вниманию.
Нейротрансмиссия и модуляция
Допамин особенновPFCистрииатеособенно в PFC и стрииатеособенновPFCистрииате: важен для стабилизации представлений в рабочей памяти и управления сигнально‑шума; изменяет устойчивую активность нейронных ансамблей. Норадреналин локализованночерезлатеральнуюмозговуюстволовуюсистемулокализованно через латеральную мозговую стволовую системулокализованночерезлатеральнуюмозговуюстволовуюсистему: повышает сигнал‑шум, отвечает за бдительность и переключение. Ацетилхолин: усиливает селективную обработку сенсорной информации и пластичность. Глутамат/ГABA: баланс возбуждения/ингибиции определяет возможность поддерживать устойчивые представления и генерировать нужные осцилляции гамма,тетагамма, тетагамма,тета.
Клеточные, микросхемные и осцилляторные механизмы удержания информации
Персистентная активность: рекуррентные возбуждающие связи в PFC и паритальной коре поддерживают активность нейронной группы в отсутствие стимула. Короткосрочная синаптическая пластичность фасилитация,депрессияфасилитация, депрессияфасилитация,депрессия и NMDA‑рецепторы помогают сохранить следы недавно активированных цепей. Баланс возбуждения и ингибиции включаяработуGABA‑интернейроноввключая работу GABA‑интернейроноввключаяработуGABA‑интернейронов формирует точность представлений и предотвращает «размывание» сигналов. Осцилляции: тета‑ритм 4–8Гц4–8 Гц4–8Гц участвует в секвенировании элементов рабочей памяти; гамма‑активация 30–100Гц30–100 Гц30–100Гц кодирует отдельные элементы; фазовое связывание тета‑гамма обеспечивает упорядочение и мультиплексирование элементов.
Развитие и структурные аспекты
Пубертатная и пред‑пубертатная периоды — активная миелинизация ассоциативных путей и синаптическая «обрезка». Задержки/аномалии здесь приводят к неподдержанной коммуникации между PFC и другими регионами. Развитие фронто‑стриатных и фронто‑париетальных связей критично для взросления контрольных функций.
Что изменяется при дефиците внимания нейрофизиологическиеособенностинейрофизиологические особенностинейрофизиологическиеособенностизаметьте:ADHDисходныесостояниягетерогенны—уразныхдетейдоминируютразныемеханизмызаметьте: ADHD и сходные состояния гетерогенны — у разных детей доминируют разные механизмызаметьте:ADHDисходныесостояниягетерогенны—уразныхдетейдоминируютразныемеханизмы
Снижение активности и эффективности фронто‑париетальных сетей при поддержании внимания/рабочей памяти. Ослабленная фронто‑стриатальная и фронто‑таламическая связь нарушениеселекции/ингибированиянереlevantногонарушение селекции/ингибирования нереlevantногонарушениеселекции/ингибированиянереlevantного. Большая активация сети по умолчанию во время задач → «внутренняя отвлечённость». Нейромедиаторные дисбалансы: пониженный тонус допамина/норадреналина в PFC → ухудшение сигнал‑шумовых отношений и нестабильность представлений. Электрофизиологические маркеры: повышенное соотношение θ/β в ЭЭГ большетета,меньшебетабольше тета, меньше бетабольшетета,меньшебета, уменьшенный P300 ERPERPERP при когнитивных задачах, увеличенная вариабельность времени реакции. Нарушение осцилляторной синхронизации нарушениетета‑гаммасвзяинарушение тета‑гамма свзяинарушениетета‑гаммасвзяи → плохой мультиплексинг элементов рабочей памяти. Нарушенная регуляция возбуждения/ингибиции более«шумная»сетьболее «шумная» сетьболее«шумная»сеть, что ведёт к импульсивным ответам и затруднённому подавлению отвлечений.
Как эти изменения проявляются в поведении школьников конкретныепризнакивклассеконкретные признаки в классеконкретныепризнакивклассе
Проблемы с удержанием внимания: быстро отвлекаются на посторонние звуки/движения, трудно довести задание до конца. Увеличенная изменчивость выполнения заданий: то есть ребёнок может выполнить правильно, а спустя минуту — допустить ошибку. Повышенная утомляемость при длительных заданиях, снижение устойчивости внимания через время. Трудности в удержании инструкций в уме и последовательном выполнении теряютсяшаги,забываютдомашнеезаданиетеряются шаги, забывают домашнее заданиетеряютсяшаги,забываютдомашнеезадание. Рабочая память: плохая способность удерживать несколько элементов например,номер,последовательностьдействийнапример, номер, последовательность действийнапример,номер,последовательностьдействий, слабая арифметика в уме, проблемы с чтением, потому что сложно держать в памяти предшествующие слова/предложения. Импульсивность и проблемы с торможением: быстрые, неподготовленные ответы, ошибки по невнимательности комиссиикомиссиикомиссии. Переключение и переключаемость: или наоборот — застревание на одном действии; трудности перейти от одной задачи к другой. Повышенная отвлекаемость внешними стимулами и внутренними мыслями размышления,мечтыразмышления, мечтыразмышления,мечты — возможная внутренняя отвлечённость связана с чрезмерной активностью DMN. Социальные и мотивационные проявления: раздражительность, низкая выносливость к требовательным заданиям, снижение организационных навыков.
Как это проявляется в психологическом/нейропсихологическом тестировании
CPT ContinuousPerformanceTestContinuous Performance TestContinuousPerformanceTest: повышенное число пропусков omissionsomissionsomissions и/или ошибок комиссий, увеличенная вариабельность RT. N‑back, span‑tests цифровая,блокицифровая, блокицифровая,блоки: уменьшенная емкость рабочего запаса и хуже удержание последовательности. ERP: сниженная амплитуда P3b, изменённая латентность компонентов, асимметрии при когнитивной нагрузке. fMRI/DTI: пониженная активация PFC, ослабленная связность белого вещества фронто‑париетальных путей.
Практические следствия и интервенции краткократкократко
Фармакологически стимуляторы метилфенидат,амфетаминыметилфенидат, амфетаминыметилфенидат,амфетамины и атомоксетин модифицируют допамин/норадреналин и часто улучшают устойчивость внимания, снижают θ/β и вариабельность реакций. Нефармакологические: структурирование учебной среды, уменьшение отвлекающих факторов, частые перерывы, разбиение заданий на шаги, визуальные подсказки, обучение рабочей памяти ограниченныйэффектограниченный эффектограниченныйэффект, поведенческая терапия. Точные интервенции эффективнее при учёте индивидуальной природы дефицита например,преимущественныерабочиепамятиvs.селективноевниманиенапример, преимущественные рабочие памяти vs. селективное вниманиенапример,преимущественныерабочиепамятиvs.селективноевнимание.
Итог ключеваясвязь«механизм→поведение»ключевая связь «механизм → поведение»ключеваясвязь«механизм→поведение»
Нарушения в нейромедиаторной модуляции допамин/норадреналиндопамин/норадреналиндопамин/норадреналин, в рекуррентных фронтальных микросхемах, в балансе возбуждение/ингибиция и осцилляторной синхронизации приводят к нестабильной персистентной активности и плохой селекции сигналов. Это проявляется у школьников как непоследовательность, отвлекаемость, плохая рабочая память, импульсивность и снижение учебной эффективности. Поскольку механизмы разные у разных детей, наблюдаемые симптомы и ответ на лечение варьируют.
Если нужно, могу:
привести диаграмму «мозг → механизм → признак в классе» для наглядности; перечислить тесты/шкалы, которые обычно используют для оценки; кратко описать, как изменения на ЭЭГ/фМРТ у детей с ADHD соотносятся с клиническими симптомами.
Ниже — сжатое, но системное описание нейрофизиологических механизмов внимания и кратковременной рабочейрабочейрабочей памяти и того, как их нарушение проявляется в поведении школьников с дефицитом внимания.
Что такое внимание и кратковременная/рабочая память КП/РПКП/РПКП/РП — кратко
Внимание — набор процессов, которые селектируют и усиливают релевантную информацию фокусировка,устойчивоеподдержание,распределение,подавлениеотвлекающегофокусировка, устойчивое поддержание, распределение, подавление отвлекающегофокусировка,устойчивоеподдержание,распределение,подавлениеотвлекающего. Кратковременная/рабочая память — способность удерживать и манипулировать информацией в активном состоянии модельBaddeley:фонологическаяпетля,визуально‑пространственныйблок,«центральныйисполнитель»модель Baddeley: фонологическая петля, визуально‑пространственный блок, «центральный исполнитель»модельBaddeley:фонологическаяпетля,визуально‑пространственныйблок,«центральныйисполнитель».Основные мозговые сети и области
Дорсолатеральная префронтальная кора DLPFCDLPFCDLPFC: исполнительная функция, поддержание и манипуляция информации. Вертексально‑теменно‑париетальная система парие‑тальпарие‑тальпарие‑таль: селекция внимания, пространственное внимание, хранение образов. Вентральная сети внимания вентральныйфронто‑париетальныйвентральный фронто‑париетальныйвентральныйфронто‑париетальный: обнаружение неожиданных стимулов, переключение внимания. Таламус особенноретикуло‑таламическаясистемаособенно ретикуло‑таламическая системаособенноретикуло‑таламическаясистема: фильтрация входящей информации, регуляция бодрствования. Базальные ганглии: селекция и ингибирующие механизмы, временная организация ответов. Сеть «по умолчанию» DMNDMNDMN: должна подавляться при концентрации; её чрезмерная активация мешает вниманию.Нейротрансмиссия и модуляция
Допамин особенновPFCистрииатеособенно в PFC и стрииатеособенновPFCистрииате: важен для стабилизации представлений в рабочей памяти и управления сигнально‑шума; изменяет устойчивую активность нейронных ансамблей. Норадреналин локализованночерезлатеральнуюмозговуюстволовуюсистемулокализованно через латеральную мозговую стволовую системулокализованночерезлатеральнуюмозговуюстволовуюсистему: повышает сигнал‑шум, отвечает за бдительность и переключение. Ацетилхолин: усиливает селективную обработку сенсорной информации и пластичность. Глутамат/ГABA: баланс возбуждения/ингибиции определяет возможность поддерживать устойчивые представления и генерировать нужные осцилляции гамма,тетагамма, тетагамма,тета.Клеточные, микросхемные и осцилляторные механизмы удержания информации
Персистентная активность: рекуррентные возбуждающие связи в PFC и паритальной коре поддерживают активность нейронной группы в отсутствие стимула. Короткосрочная синаптическая пластичность фасилитация,депрессияфасилитация, депрессияфасилитация,депрессия и NMDA‑рецепторы помогают сохранить следы недавно активированных цепей. Баланс возбуждения и ингибиции включаяработуGABA‑интернейроноввключая работу GABA‑интернейроноввключаяработуGABA‑интернейронов формирует точность представлений и предотвращает «размывание» сигналов. Осцилляции: тета‑ритм 4–8Гц4–8 Гц4–8Гц участвует в секвенировании элементов рабочей памяти; гамма‑активация 30–100Гц30–100 Гц30–100Гц кодирует отдельные элементы; фазовое связывание тета‑гамма обеспечивает упорядочение и мультиплексирование элементов.Развитие и структурные аспекты
Пубертатная и пред‑пубертатная периоды — активная миелинизация ассоциативных путей и синаптическая «обрезка». Задержки/аномалии здесь приводят к неподдержанной коммуникации между PFC и другими регионами. Развитие фронто‑стриатных и фронто‑париетальных связей критично для взросления контрольных функций.Что изменяется при дефиците внимания нейрофизиологическиеособенностинейрофизиологические особенностинейрофизиологическиеособенности заметьте:ADHDисходныесостояниягетерогенны—уразныхдетейдоминируютразныемеханизмызаметьте: ADHD и сходные состояния гетерогенны — у разных детей доминируют разные механизмызаметьте:ADHDисходныесостояниягетерогенны—уразныхдетейдоминируютразныемеханизмы
Снижение активности и эффективности фронто‑париетальных сетей при поддержании внимания/рабочей памяти. Ослабленная фронто‑стриатальная и фронто‑таламическая связь нарушениеселекции/ингибированиянереlevantногонарушение селекции/ингибирования нереlevantногонарушениеселекции/ингибированиянереlevantного. Большая активация сети по умолчанию во время задач → «внутренняя отвлечённость». Нейромедиаторные дисбалансы: пониженный тонус допамина/норадреналина в PFC → ухудшение сигнал‑шумовых отношений и нестабильность представлений. Электрофизиологические маркеры: повышенное соотношение θ/β в ЭЭГ большетета,меньшебетабольше тета, меньше бетабольшетета,меньшебета, уменьшенный P300 ERPERPERP при когнитивных задачах, увеличенная вариабельность времени реакции. Нарушение осцилляторной синхронизации нарушениетета‑гаммасвзяинарушение тета‑гамма свзяинарушениетета‑гаммасвзяи → плохой мультиплексинг элементов рабочей памяти. Нарушенная регуляция возбуждения/ингибиции более«шумная»сетьболее «шумная» сетьболее«шумная»сеть, что ведёт к импульсивным ответам и затруднённому подавлению отвлечений.Как эти изменения проявляются в поведении школьников конкретныепризнакивклассеконкретные признаки в классеконкретныепризнакивклассе
Проблемы с удержанием внимания: быстро отвлекаются на посторонние звуки/движения, трудно довести задание до конца. Увеличенная изменчивость выполнения заданий: то есть ребёнок может выполнить правильно, а спустя минуту — допустить ошибку. Повышенная утомляемость при длительных заданиях, снижение устойчивости внимания через время. Трудности в удержании инструкций в уме и последовательном выполнении теряютсяшаги,забываютдомашнеезаданиетеряются шаги, забывают домашнее заданиетеряютсяшаги,забываютдомашнеезадание. Рабочая память: плохая способность удерживать несколько элементов например,номер,последовательностьдействийнапример, номер, последовательность действийнапример,номер,последовательностьдействий, слабая арифметика в уме, проблемы с чтением, потому что сложно держать в памяти предшествующие слова/предложения. Импульсивность и проблемы с торможением: быстрые, неподготовленные ответы, ошибки по невнимательности комиссиикомиссиикомиссии. Переключение и переключаемость: или наоборот — застревание на одном действии; трудности перейти от одной задачи к другой. Повышенная отвлекаемость внешними стимулами и внутренними мыслями размышления,мечтыразмышления, мечтыразмышления,мечты — возможная внутренняя отвлечённость связана с чрезмерной активностью DMN. Социальные и мотивационные проявления: раздражительность, низкая выносливость к требовательным заданиям, снижение организационных навыков.Как это проявляется в психологическом/нейропсихологическом тестировании
CPT ContinuousPerformanceTestContinuous Performance TestContinuousPerformanceTest: повышенное число пропусков omissionsomissionsomissions и/или ошибок комиссий, увеличенная вариабельность RT. N‑back, span‑tests цифровая,блокицифровая, блокицифровая,блоки: уменьшенная емкость рабочего запаса и хуже удержание последовательности. ERP: сниженная амплитуда P3b, изменённая латентность компонентов, асимметрии при когнитивной нагрузке. fMRI/DTI: пониженная активация PFC, ослабленная связность белого вещества фронто‑париетальных путей.Практические следствия и интервенции краткократкократко
Фармакологически стимуляторы метилфенидат,амфетаминыметилфенидат, амфетаминыметилфенидат,амфетамины и атомоксетин модифицируют допамин/норадреналин и часто улучшают устойчивость внимания, снижают θ/β и вариабельность реакций. Нефармакологические: структурирование учебной среды, уменьшение отвлекающих факторов, частые перерывы, разбиение заданий на шаги, визуальные подсказки, обучение рабочей памяти ограниченныйэффектограниченный эффектограниченныйэффект, поведенческая терапия. Точные интервенции эффективнее при учёте индивидуальной природы дефицита например,преимущественныерабочиепамятиvs.селективноевниманиенапример, преимущественные рабочие памяти vs. селективное вниманиенапример,преимущественныерабочиепамятиvs.селективноевнимание.Итог ключеваясвязь«механизм→поведение»ключевая связь «механизм → поведение»ключеваясвязь«механизм→поведение»
Нарушения в нейромедиаторной модуляции допамин/норадреналиндопамин/норадреналиндопамин/норадреналин, в рекуррентных фронтальных микросхемах, в балансе возбуждение/ингибиция и осцилляторной синхронизации приводят к нестабильной персистентной активности и плохой селекции сигналов. Это проявляется у школьников как непоследовательность, отвлекаемость, плохая рабочая память, импульсивность и снижение учебной эффективности. Поскольку механизмы разные у разных детей, наблюдаемые симптомы и ответ на лечение варьируют.Если нужно, могу:
привести диаграмму «мозг → механизм → признак в классе» для наглядности; перечислить тесты/шкалы, которые обычно используют для оценки; кратко описать, как изменения на ЭЭГ/фМРТ у детей с ADHD соотносятся с клиническими симптомами.