Ново изследване показва как мозъкът обработва езика
Напредъкът в образната диагностика на мозъка, направен през последните 10 години, разкри, че изключително сложните когнитивни задачи като езикова обработка разчитат не само на определени региони на мозъчната кора, но и на пътищата на влакната от бяло вещество, които ги свързват.
„С тази нова технология учените започнаха да осъзнават, че в езиковата мрежа има много повече свързващи пътища, отколкото първоначално сме предполагали“, казва Стивън Уилсън, който наскоро се присъедини към катедрата по реч, език и слух в Университета на Аризона като асистент.
„Те вероятно ще имат различни функции, тъй като мозъкът не е просто хомогенен конгломерат от клетки, но няма много доказателства за това какъв вид информация се носи по различните пътища.“
Работейки в сътрудничество с колегите си от Университета на Ерзона, отдела по неврология в Калифорнийския университет в Сан Франциско и Научния институт и университетската болница Сан Рафаеле в Милано, Италия, Уилсън открива, че не само свързаните пътища са важни за езикова обработка, но те са специализирани в различни задачи.
Две мозъчни области, наречени регион на Broca и регион на Wernicke, служат като основни изчислителни центрове, лежащи в основата на езиковата обработка, с плътни снопчета нервни влакна, свързващи двете. Но докато беше известно, че Broca’s и Wernicke’s са свързани по два пътя на бялото вещество - един горен, един по-нисък - повечето изследвания се фокусираха върху нервните клетки, групирани вътре в самите два региона за обработка на езика.
Работейки с пациенти, страдащи от езикови увреждания, дължащи се на различни невродегенеративни заболявания, изследователите са използвали мозъчни образи и езикови тестове, за да разберат ролите, които играят двата пътя. Техните открития са публикувани в скорошен брой на научното списание Neuron.
„Ако имате увреждане на долния път, имате увреждане на лексикона и семантиката“, каза Уилсън. „Забравяте името на нещата, забравяте значението на думите. Но изненадващо, вие сте изключително добри в изграждането на изречения. "
„При увреждане на горната пътека е точно обратното - пациентите назовават нещата доста добре, знаят думите, могат да ги разберат, могат да ги запомнят, но когато става въпрос да разберат значението на сложното изречение, те са ще се провали. "
Изследването отбелязва за първи път, когато е показано, че горните и долните трактове играят различни функционални роли в обработката на езика, пишат авторите.
За разлика от много други изследвания, изследващи придобитите езикови нарушения, които се наричат афазии и обикновено причинени от увреждане на мозъка, екипът на Уилсън е имал възможността да изследва пациенти с много специфични и променливи степени на мозъчно увреждане.
"Повечето афазии са причинени от удари и повечето удари, които засягат езиковите региони, вероятно биха засегнали и двата пътя", каза Уилсън. „За разлика от това, пациентите с прогресиращи афазии, с които сме работили, са имали много редки и много специфични невродегенеративни заболявания, които селективно насочват различни мозъчни региони, което ни позволява да раздразним приноса на двата пътя.“
За да разбере кой от двата снопчета нервни влакна прави какво при обработката на езика, екипът комбинира магнитно-резонансна технология за изобразяване на мозъка, за да визуализира увредените области и задачи за оценка на езика, тествайки способността на участниците да разберат и произведат изречения.
„Бихме дали на участниците в проучването кратък сценарий и бихме ги помолили да го допълнят с това, което идва естествено“, каза Уилсън. „Например, ако ви кажа:„ Човек вървеше по железопътните коловози. Той не чу влака да идва. Какво се случи с мъжа? ’Обикновено бихте казали:„ Той беше ударен от влака “или нещо подобно. Но пациент с увреждане на горната пътека може да каже нещо като „влак, човек, ударен.“ Открихме, че долният път има съвсем различна функция, която е в значението на отделни думи. "
За да проверят за разбиране на значението на изречението, изследователите представят на пациента изречение като „Момичето, което бута момчето, е зелено“ и след това питат коя от двете картини изобразява точно този сценарий.
„На едната снимка се вижда как зелено момиче бута момче, а на другата се вижда момиче, което бута зелено момче“, каза Уилсън. „Цветовете ще бъдат еднакви, агентите ще бъдат еднакви, а действието - същото. Единствената разлика е за кой актьор се отнася цветът? "
„Тези, които имат само по-ниска повреда на пътя, се справят наистина добре с това, което показва, че повредата на този път не пречи на способността ви да използвате малките функционални думи или функционалните окончания на думите, за да разберете връзките между думите в изречение. "
Уилсън каза, че повечето предишни проучвания, свързващи невродегенерацията на специфични региони с когнитивни дефицити, са фокусирани върху увреждането на сивото вещество, а не върху бялото вещество, което свързва регионите един с друг.
„Нашето проучване показва, че дефицитите в способността да се обработват изречения са над и над всичко, което може да се обясни само със загуба на сиво вещество“, добави Уилсън. „Това е първото проучване, което показва, че увреждането на един основен път повече от другия основен път е свързано със специфичен дефицит в един аспект на езика.“
Източник: Университетът в Аризона
