Przez kompensację rozumiemy samorzutne lub osiągnięte w toku terapii pojawienie się mechanizmów zastępczych, dzięki którym możliwe jest realizowanie niewykształconej, niedostatecznie wykształconej, uszkodzonej lub utraconej (na przykład wskutek urazu) funkcji. Typowym przykładem kompensacji jest odbiór mowy przez osobę z wadą słuchu w drodze odczytywania ruchu warg, a w przypadku osób z dysleksją - między innymi wzrokowe utrwalanie pamięciowe pisowni wyrazów trudnych, gdy występują deficyty w obrębie funkcji słuchowo-językowych, utrudniające odróżnianie głosek podobnie brzmiących. Rolę układów, które związane są zazwyczaj z realizacją danej funkcji czy czynności przejmuje wówczas - w całości lub częściowo - inny układ. Upraszczając, można powiedzieć, że to, co jest słabszą stroną danej osoby zostaje wsparte lub zastąpione tym, w czym nadal radzi sobie ona nieco lepiej. Rozwijanie różnych sposobów kompensacji jest jednym z podstawowych elementów pracy terapeutycznej w przypadku zaburzeń różnych funkcji mózgu zarówno u dzieci (na przykład ze specyficznymi trudnościami w nauce, takimi jak dysleksja czy dyskalkulia, lub zaburzeniami neurologicznymi), jak u osób dorosłych (na przykład po uszkodzeniu mózgu).

Wyniki badań przeprowadzonych z wykorzystaniem metod neuroobrazowania, wskazują, że u nastolatków z dysleksją, u których skompensowanie problemów związanych z tym zaburzeniem okazało się możliwe, występował specyficzny wzorzec aktywności mózgowej. Natomiast nie występował on u tych nastolatków z dysleksją, którzy nie byli w stanie przezwyciężyć deficytów funkcji mózgowych odpowiedzialnych za sprawne czytanie i pisanie. Okazuje się, że za zdolność do kompensacji deficytów funkcji mózgowych w dysleksji w dużej mierze może odpowiadać poziom gotowości (funkcjonalnej i strukturalnej) do przejęcia części funkcji, których ośrodki u większości ludzi zlokalizowane są w lewej półkuli, przez prawą półkulę mózgową.

Wyniki badań, współfinansowanych przez amerykański National Institutes of Health, oznaczają, że neuroobrazowanie lub inne metody pomiaru aktywności mózgu mogą być w przyszłości z powodzeniem wykorzystywane w procedurach kwalifikowania osób z dysleksją do takiej formy interwencji terapeutycznej, która w przypadku konkretnej osoby będzie najbardziej odpowiednia, czy też po prostu skuteczna. Artykuł dostępny jest online na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a jego pierwszym autorem jest dr Fumiko Hoeft ze Stanford University School of Medicine. W pracach badawczych brali udział również inni naukowcy ze Stanford University School of Medicine, a także naukowcy z Vanderbilt University w Nashville, University of York (Anglia), University of Jyvaskyla (Finlandia) i Massachusetts Institute of Technology.

Jak mówi dr Alan E. Guttmacher, dyrektor Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development: ''dzięki temu odkryciu uzyskaliśmy wgląd, w jaki sposób rozwijają się mechanizmy kompensacyjne umożliwiające pokonanie problemów w czytaniu  u osoby z dysleksją. Zrozumienie aktywności mózgowej związanej z procesem kompensacji może być użyteczne w opracowaniu sposobów pomocy osobie z tym zaburzeniem w oparciu o jej mocniejsze strony. Podobnie - uzyskanie wiedzy na temat przyczyn trudności w rozwijaniu kompensacji może okazać się pomocne w pracy nad nowymi sposobami przezwyciężenia skutków zaburzenia''.

W toku prac badawczych wykorzystano dwa rodzaje metod neuroobrazowania. Pierwsza z nich - funkcjonalny magnetyczny rezonans jądrowy (fMRI), pozwala uzyskać informacje na temat poziomu zużycia tlenu w różnych okolicach mózgu, zaangażowanych w wykonanie danego zadania; druga - obrazowanie tensora dyfuzji (DTI, diffusion tensor magnetic resonance imaging),  pozwala na mapowanie połączeń nerwowych między różnymi okolicami mózgu. Zastosowanie obu metod pozwoliło uzyskać informację na temat tego, jaką rolę w kompensacji dysleksji odgrywa istota szara mózgu i wzorce aktywności zlokalizowanych w korze mózgowej ośrodków funkcji psychicznych (fMRI), a także istota biała, na którą składają się włókna nerwowe łączące skupiska komórek nerwowych w różnych rejonach mózgu (DTI).

W badaniach wzięło udział 45 osób badanych w wieku od 11 to 14 lat. Każde dziecko przeszło serię indywidualnych badań testowych, na których podstawie określono prezentowany przez nie poziom czytania. Wśród przeprowadzonych testów były również testy świadomości fonematycznej (zdolności identyfikowania różnic między dźwiękami mowy, jak w przypadku pary wyrazów: koty - kody), testy czytania ze zrozumieniem, testy tempa, płynności i poprawności czytania, testy literowania/głoskowania, szybkości nazywania przedmiotów, liter, cyfr, kolorów, a także próby testowe określające zasób słownictwa.

Do obróbki uzyskanych danych w celu uchwycenia minimalnych różnic strukturze i funkcji mózgu wykorzystano algorytmy komputerowe używane w badaniach nad sztuczną inteligencją, co pozwoliło uzyskać wysoki poziom dokładności pomiarów.

Na podstawie wyników testów u 25 z 45 nastolatków rozpoznano dysleksję. O dysleksji mówimy wówczas, gdy specyficzne (czyli wybiórcze, a nie ogólne) trudności w nauce znacznie utrudniają nabywanie umiejętności czytania, co często wymaga objęcia dzieci dodatkową pomocą terapeutyczną. Dr Hoeft podkreśla, że nastolatki, u których rozpoznano dysleksję, miały istotne trudności w nauce czytania, mimo odpowiednich metod uczenia i odpowiedniej częstości kontaktów ze słowem pisanym. Według różnych danych problem dysleksji rozwojowej dotyka od kilku do kilkunastu procent dziecięcej populacji i - jako że z dysleksji wiele osób nigdy nie wyrasta - podobnego odsetka populacji osób dorosłych.

W toku badań osobom badanym pokazywano pary wyrazów  z prośbą o zidentyfikowanie takich par, które się rymują. W przypadku tych nastolatków, którzy byli później zdolni do skompensowania własnej dysleksji, obserwowano podwyższoną aktywność kory prawego zakrętu czołowego dolnego (położonego w prawej półkuli, czy też z prawej strony głowy, na wysokości nieco poniżej i nieco do tyłu względem skroni). Ów obszar odpowiada za wstrzymywanie bieżącej  aktywności, a jego rolę można porównać do roli czerwonego światła na ulicznym sygnalizatorze. Z kolei wyniki badań wykonanych za pomocą DTI wykazały występowanie silniej rozwiniętego systemu połączeń w pęczku podłużnym górnym (również w prawej półkuli), który obejmuje szereg połączeń nerwowych między przednią i tylną częścią mózgu. Włókna pęczka podłużnego górnego pozostają zaangażowane we wzrokowe przetwarzanie czytanego tekstu. Jak dotąd naukowcy nie wiedzą jeszcze dokładnie, na czym polega udział zakrętu czołowego dolnego i pęczka podłużnego górnego w procesie kompensacji dysleksji.

Mózgi nastolatków, u których dysleksja została z czasem skompensowana, cechują się silniej rozwiniętymi połączeniami między obszarem odpowiedzialnym za przetwarzanie obrazów wzrokowych i obszarem odpowiedzialnym za przechowywanie obrazów w magazynie pamięci długotrwałej w prawej półkuli mózgu (obrazek po lewej stronie). W czasie wykonywania testu rymów występowała u nich podwyższona aktywność w zakręcie czołowym dolnym w prawej półkuli (obrazek środkowy). Natomiast u ludzi, u których nabywanie umiejętności czytania i pisania przebiega bez problemów, test rymów w większym stopniu angażuje lewą półkulę mózgu (obrazek po prawej stronie).

U dzieci bez dysleksji w czasie próby rymów fMRI wykazał wysoki poziom aktywności w lewej półkuli mózgu. W przypadku dzieci z dysleksją lewa półkula mózgu była w czasie wykonywania tego zadania stosunkowo słabo aktywna. Jednakże, w przypadku trzynaściorga dzieci z dysleksją, u których skompensowanie dysleksji okazało się możliwe, odnotowano ponadto silniejszą aktywację kory mózgowej w prawym zakręcie czołowym dolnym. Z kolei DTI wykazał w tej grupie istnienie silnie rozwiniętego systemu połączeń w pęczku podłużnym górnym w prawej półkuli mózgowej.

Ponadto, gdy naukowcy ponownie przeprowadzili ocenę czytania u osób badanych po upływie 2,5 roku za pomocą poprzednio wykorzystanej baterii testów, odkryli, że w przypadku trzynaściorga nastolatków, u których obserwowano silniejszą aktywację zakrętu czołowego dolnego, wystąpiła większa poprawa poziomu czytania niż w przypadku pozostałych dwanaściorga dyslektyków.

Dr Hoeft wyjaśnia, że największą poprawę odnotowano pod względem czytania ze zrozumieniem, a właśnie opanowanie tej umiejętności należy uznać za szczytowe osiągnięcie w nauce czytania. W pozostałych testach obserwowano znacznie mniejszą poprawę wyników. U osób niemających trudności w czytaniu zazwyczaj najpierw rozwija się świadomość fonematyczna, a dopiero w dalszej kolejności nabywana jest płynność czytania i zdolność czytania ze zrozumieniem.

Dr Hoeft zwraca również uwagę, że w przypadku dzieci z dysleksją, jak wskazują omawiane badania, kompensacja występujących trudności w czytaniu polega głównie na przejmowaniu kluczowych funkcji przez prawą półkulę, a nie na rozwoju odpowiednich ośrodków w półkuli lewej, która u większości ludzi jest odpowiedzialna za mowę i funkcje słuchowo-językowe (w tym słuch fonematyczny).

Dysponując wynikami neuroobrazowania możliwe było trafne przewidzenie w 90% przypadków, u którego z badanych dzieci z dysleksją możliwe będzie skompensowanie zaburzenia. Dla kontrastu - posiłkując się jedynie wynikami uzyskanymi w baterii testów psychologicznych nie można było przewidzieć, u którego dziecka z dysleksją wystąpi poprawa.

Jak zauważa dr Hoeft, omawiane odkrycia stanowią wkład w szerszą dziedzinę badań nad przydatnością neuroobrazowania w doborze strategii terapii i przewidywaniu jej efektywności, a także w identyfikowaniu czynników ryzyka niepowodzenia w terapii. Badania tego rodzaju mogą wkrótce znaleźć szerokie zastosowanie w przypadku wielu zaburzeń psychicznych i zaburzeń zachowania o podłożu mózgowym.

Wyniki badań sugerują, że wykorzystanie metod neuroobrazowania w diagnostyce specyficznych trudności w nauce i w planowaniu oddziaływań terapeutycznych może być pod pewnymi względami równie celowe, jak szczegółowe badanie przeprowadzone z użyciem rozbudowanych baterii testów, na których bazuje się obecnie w psychologiczno-pedagogicznej diagnostyce specyficznych trudności w nauce.

[Oprac. C. O. Reless]

Źródło:
NIH
PNAS
Supporting Information