Nový výzkum ukazuje, jak mozek zpracovává jazyk
Pokroky v zobrazování mozku provedené během posledních 10 let odhalily, že vysoce složité kognitivní úkoly, jako je zpracování jazyka, se spoléhají nejen na konkrétní oblasti mozkové kůry, ale také na dráhy vláken bílé hmoty, které je spojují.
„Díky této nové technologii si vědci začali uvědomovat, že v jazykové síti existuje mnohem více spojovacích cest, než jsme si původně mysleli,“ řekl Stephen Wilson, který nedávno nastoupil na oddělení řeči, jazyka a sluchu University of Arizona jako odborný asistent.
"Je pravděpodobné, že budou mít různé funkce, protože mozek není jen homogenním konglomerátem buněk, ale dosud nebylo k dispozici mnoho důkazů o tom, jaký druh informací se provádí různými cestami."
Ve spolupráci se svými kolegy z University of Airzona, neurologického oddělení na Kalifornské univerzitě v San Francisku a Vědeckého institutu a fakultní nemocnice San Raffaele v italském Miláně Wilson zjistil, že nejen spojovací cesty jsou důležité pro zpracování jazyka, ale specializují se na různé úkoly.
Dvě oblasti mozku nazývané Brocova oblast a Wernickova oblast slouží jako hlavní výpočetní uzly, které jsou základem zpracování jazyka, s hustými svazky nervových vláken, které je spojují. Ale i když bylo známo, že Broca a Wernicke jsou spojeni dvěma cestami bílé hmoty - jednou horní a druhou nižší - většina výzkumů se zaměřila na nervové buňky seskupené uvnitř dvou regionů zpracovávajících jazyky.
Při práci s pacienty trpícími poruchami jazyka v důsledku různých neurodegenerativních onemocnění vědci pomocí zobrazování mozku a jazykových testů zjistili role, které tyto dvě cesty hrají. Jejich nálezy jsou publikovány v nedávném čísle vědeckého časopisu Neuron.
"Máte-li poškození dolní dráhy, máte poškození lexikonu a sémantiky," řekl Wilson. "Zapomeneš název věcí, zapomeneš na význam slov." Ale překvapivě jste v tvorbě vět mimořádně dobří. “
"Při poškození horní dráhy je opak pravdou - pacienti věci pojmenovávají celkem dobře, znají slova, rozumějí jim, pamatují si je, ale když přijde na to, jak přijít na význam složité věty, jsou selže. “
Studie představuje poprvé, kdy se ukázalo, že horní a dolní trakt hrají při zpracování jazyka odlišné funkční role, píšou autoři.
Na rozdíl od mnoha jiných studií zabývajících se získanými jazykovými poruchami, které se nazývají afázie a jsou obvykle způsobeny poškozením mozku, měl Wilsonův tým příležitost studovat pacienty s velmi specifickým a proměnlivým stupněm poškození mozku.
"Většina afázií je způsobena mrtvicí a většina tahů, které ovlivňují jazykové oblasti, by pravděpodobně ovlivnila obě cesty," řekl Wilson. "Naproti tomu pacienti s progresivní afázií, se kterými jsme pracovali, měli velmi vzácná a velmi specifická neurodegenerativní onemocnění, která se selektivně zaměřují na různé oblasti mozku, což nám umožnilo roztrhat příspěvky těchto dvou cest."
Aby tým zjistil, který ze dvou svazků nervových vláken dělá co při zpracování jazyka, spojil tým technologii zobrazování mozku magnetickou rezonancí k vizualizaci poškozených oblastí a úkolům jazykového hodnocení, které testovaly schopnost účastníků porozumět a vytvářet věty.
"Účastníkům studie poskytneme krátký scénář a požádáme je, aby jej doplnili tím, co je přirozené," řekl Wilson. "Například, když jsem ti řekl:, Muž šel po železniční trati." Neslyšel přicházet vlak. Co se s tím mužem stalo? “Obvykle byste řekli:„ Byl sražen vlakem “nebo něco podobného. Ale pacient s poškozením horní dráhy může říkat něco jako „vlak, člověče, zasažen.“ Zjistili jsme, že dolní cesta má úplně jinou funkci, což znamená jednotlivé slova. “
Aby otestovali pochopení významu věty, vědci předložili pacientovi větu jako: „Dívka, která tlačí na chlapce, je zelená,“ a poté se zeptali, který ze dvou obrázků přesně vystihuje tento scénář.
"Jeden obrázek ukazuje zelenou dívku, jak tlačí chlapce, a druhý obrázek, jak ukazuje dívku, která tlačí zeleného chlapce," řekl Wilson. "Barvy budou stejné, agenti budou stejní a akce bude stejná." Jediný rozdíl je, na kterého herce se barva vztahuje? “
"Ti, kteří mají pouze nižší poškození dráhy, se v tom opravdu dobře chovají, což ukazuje, že poškození této cesty nenarušuje vaši schopnost používat malá funkční slova nebo funkční zakončení slov k určení vztahů mezi slovy v věta."
Wilson uvedl, že většina předchozích studií spojujících neurodegeneraci specifických oblastí s kognitivními deficity se zaměřila spíše na poškození šedé hmoty než na bílou hmotu, která spojuje oblasti navzájem.
"Naše studie ukazuje, že deficity ve schopnosti zpracovávat věty jsou nad rámec všeho, co by bylo možné vysvětlit samotnou ztrátou šedé hmoty," dodal Wilson. "Je to první studie, která ukazuje, že poškození jedné hlavní cesty více než jiné hlavní cesty je spojeno se specifickým deficitem v jednom aspektu jazyka."
Zdroj: University of Arizona
