В многочисленных спорах о том, что влияет на развитие навыков чтения — природа или обучение — нейроученые ясно дают понять: важное значение имеет и то, и другое. С младенчества у детей есть нейронная база, на основе которой факторы окружающей среды и опыт влияют на развитие и совершенствование навыков чтения. В новых исследованиях, представленных на виртуальном собрании Сообщества когнитивной неврологии (CNS) (Cognitive Neuroscience Society), ученые сообщают об этих биологических и экологических факторах — включающих использование гаджетов в раннем возрасте — по мере того как они обнаруживают биомаркеры, которые могут идентифицировать детей, подверженных риску развития дислексии и других расстройств обучения.

“Чтение — относительно новое изобретение человека. Чтобы читать, наш мозг должен "перенастраивать" нейронные цепи, первоначально использовавшиеся для других задач, таких как визуальная и речевая обработка, а также внимание и когнитивные способности", — говорит Ципи Горовиц-Краус (Tzipi Horowitz-Kraus) из Техниона в Израиле и детской больницы Цинциннати (The Technion in Israel and Cincinnati Children's Hospital), возглавляющая симпозиум CNS по поводу новых исследований. "Тот факт, что 5-10% детей во всем мире, независимо от культурного и генетического происхождения, страдают от дислексии, говорит о том, что это расстройство не ограничивается конкретным языком".

Действительно, исследования, представленные Горовиц-Краус и другими учеными, показывают, что у детей дошкольного возраста из разных стран присутствуют различные биологические прекурсоры, и некоторые факторы окружающей среды могут помочь или помешать овладению чтением. Цель состоит в том, чтобы на раннем этапе выявлять детей, находящихся в группе риска, чтобы обеспечить им наилучшую помощь, чтобы улучшить их грамотность.

Читающий мозг в младенчестве

Одним из самых больших открытий в изучении обучения чтению, сделанных за последние годы, является то, что большинство интервенций по выявлению и лечению дислексии в школах применялись слишком поздно. За последнее десятилетие, продолжительные исследования маленьких детей в лаборатории Надин Гааб (Nadine Gaab) в Гарвардской школе медицины (Harvard Medical School) и в других лабораториях по всему миру, показали, что мозг детей, у которых впоследствии разовьется дислексия, уже атипичен еще до того, как они пойдут в детский сад.

"Мы знали, что мозг человека с дислексией отличается, но мы не знали, формировалось ли это отличие до начала формального обучения чтению, или в результате регулярных безуспешных попыток научиться читать в течение продолжительного периода времени", — говорит она. " Наша работа была первым случаем, когда МРТ-визуализация смогла показать, что некоторые изменения в мозге предшествуют началу развития чтения", — говорит Гааб.

И в новом исследовании, представленном на конференции CNS и доступной в виде препринта, команда Гааб показала, что уже в возрасте 3-х месяцев дети имеют базовую инфраструктуру, благодаря которой можно предсказать будущий успех ребенка в чтении.

В рамках исследования BOLD (Boston Longitudinal Dyslexia) команда Гааб просканировала мозг 140 младенцев, имеющих генетический риск развития дислексии, а затем отслеживала их в течение долгого времени, чтобы изучить изменения в структуре и функциях их мозга. По последним данным, 45 из испытуемых детей уже исполнилось 5 или 6 лет, это позволило исследователям сопоставить сканирование их мозга с младенчества до возраста, когда их начали обучать чтению.

"Наши данные предполагают, что в младенчестве формируется структурный каркас мозга, который служит основой", — объясняет Гааб. "Речь и чтение могут быть процессами, которые совершенствуют этот каркас мозга."

Изучение мозга маленьких детей через томографию довольно непростой процесс, объясняет Гааб. Когда речь идет о младенцах, цель состоит в том, чтобы испытуемые спали в сканере. Таким образом, ее лаборатория выглядит как изощренный детский сад — с адаптируемыми креслами-качалками, качелями, кроватками и другим оборудованием, оптимизированным для использования со сканером. Во время исследования в МРТ сканере спящие младенцы слышат рассказы, которые им читают вслух, это позволяет исследователям фиксировать как структурную информацию об их мозге, так и, что удивительно, функциональные данные. "Мы очень удивились, увидев, что речевые сети активируются, пока младенцы спят", — говорит Гааб.

Когда 5-6-летние дети возвращаются в лабораторию, они идентифицируют звуки слов в играх, предназначенных для проверки их навыков перед чтением. По мере взросления дети будут выполнять все более сложные задания, например читать во время томографии. Это продолжительное исследование дает ученым общую картину развития чтения, а не просто скан мозга.

Команда Гааб работает также над исследованием совместного возникновения с дислексией таких расстройств, как СДВГ и дискалькулия (расстройство обучения математике). Они также хотят понять методы, которые дети успешно используют для компенсации дислексии. "Теперь мы видим, что дети учатся читать не с чистого листа", — говорит Гааб, ученые хотят не только лучше понять определяющие факторы, но и информировать об этом общественность.

Доктор Марта Бёрнс (Martha Burns, Ph.D): Какой бы сложной задачей не было чтение, благодаря достижениям в области нейронауки и технологий, мы теперь можем нацелиться на ключевые центры обучения в мозге и идентифицировать области и нейронные пути, которые мозг использует для чтения. Мы не только понимаем, почему опытные читатели хорошо читают, а начинающие читатели испытывают трудности с чтением, но мы также можем помочь любому читателю на пути от раннего овладения языком до чтения и понимания прочитанного – все это происходит в мозге.

Читающий мозг и гаджеты

Изучая нейробиохимию для своей программы магистратуры, Горовиц-Краус работала над подготовкой к экзаменам со своим младшим братом, который испытывал трудности в чтении, несмотря на его высокий интеллект в выполнении невербальных задачах. "Наблюдая за тем, как мой брат расстраивался из-за трудностей в выполнении задачи, которая является интуитивно понятной для людей без дислексии, я поставила перед собой цель найти неврологические корреляты трудностей в чтении и найти способы улучшить его способности к чтению", — говорит она. "Таким образом, — подумала я, — трудность может быть диагностирована объективно, возможно, даже до того, как начнется формальное обучение чтению, и можно будет без сомнения доказать, что трудность реальна".

Пятнадцать лет спустя Горовиц-Краус сделала именно это и в своих новых исследованиях пытается понять, как повседневные условия влияют на неврологическую основу чтения в мозге. "Хотя дислексия является генетическим расстройством, окружающая среда оказывает влияние, которое может снизить или увеличить трудности в обучении чтению ", — говорит она. "Мозг чрезвычайно пластичен в возрасте, когда дети формально еще не обучаются чтению, и поэтому негативные стимулы, например воздействие экранных гаджетов, могут оказывать влияние на результаты ребенка".

В серии исследований Горовиц-Краус и ее коллеги изучали, как обучение грамоте в домашних условиях, включая воздействие гаджетов, влияет на мозговые схемы детей от 3 до 5 лет, в частности на исполнительные функции, речь и визуальную обработку. Как было недавно опубликовано в JAMA Pediatrics, использование экранных гаджетов превышающее рекомендации Американской академии педиатрии (American Academy of Pediatrics), было связано с "более низкой микроструктурной целостностью трактов белого вещества мозга, поддерживающих речь и формирующиеся навыки грамотности у детей дошкольного возраста".

Более раннее исследование с использованием ЭЭГ показало снижение навыков смыслового чтения у дошкольников, использующих гаджеты, по сравнению с чтением бумажных книг. Они также обнаружили, что у детей с дислексией воздействие экрана активирует иные нейронные сети, чем у других читателей.

Исследования, основанные на современных данных нейровизуализации, позволяют ученым впервые определить, какая инфраструктура необходима для успешного развития навыков чтения, отслеживать типичное и нетипичное развитие этой инфраструктуры и разрабатывать соответствующие ранние методы помощи.

И Горовиц-Краус, и Гааб предполагают перейти к более превентивной модели коррекции расстройств обучения и чтения. "Профилактическую модель мы часто применяем в медицине, но по какой-то причине мы до сих пор не сделали этого в сфере образования", — говорит Гааб. Она ссылается на проверку уровня холестерина, направленную на выявление людей, подверженных риску сердечных заболеваний, как модель, которая может работать и при коррекции дислексии и других расстройств обучения.

Их исследования, как и многие другие, уже привели к разработке новых образовательных мер, включая раннюю проверку на дислексию в 29 штатах для выявления детей из групп риска в детсадовском возрасте. "Мы, как и другие нейроученые, надеемся продолжать вносить свой вклад в эти изменения старой модели образования", — говорит Гааб.

Источник