Nova raziskava kaže, kako možgani obdelujejo jezik

Nova študija kaže na pomen poti bele snovi v možganih pri obdelavi jezika.

Napredek na področju slikanja možganov, dosežen v zadnjih 10 letih, je pokazal, da se zelo zapletene kognitivne naloge, kot je obdelava jezika, ne zanašajo samo na določena področja možganske skorje, temveč tudi na poti vlaken bele snovi, ki jih povezujejo.

"S to novo tehnologijo so znanstveniki začeli spoznavati, da je v jezikovnem omrežju veliko več povezovalnih poti, kot smo sprva mislili," je dejal Stephen Wilson, ki se je pred kratkim pridružil oddelku za govor, jezik in sluh na univerzi v Arizoni kot docent.

"Verjetno bodo imeli različne funkcije, ker možgani niso samo homogeni konglomerat celic, vendar ni bilo veliko dokazov o tem, kakšne informacije se prenašajo na različnih poteh."

V sodelovanju s kolegi z Univerze v Airzoni, oddelka za nevrologijo na Kalifornijski univerzi v San Franciscu in Znanstvenega inštituta in univerzitetne bolnišnice San Raffaele v Milanu v Italiji je Wilson odkril, da niso pomembne le povezovalne poti obdelave jezika, vendar so specializirani za različne naloge.

Dva možganska področja, imenovana regija Broca in regija Wernicke, sta glavni računalniški vozlišči, ki sta podlaga za jezikovno obdelavo, z obema gostima snopoma živčnih vlaken. Toda medtem ko je bilo znano, da sta Broca in Wernicke povezani z dvema potema bele snovi - eno zgornjo, drugo spodnjo - se je večina raziskav osredotočila na živčne celice, ki so zbrane znotraj obeh jezikovno predelovalnih regij.

V sodelovanju z bolniki, ki trpijo zaradi jezikovnih okvar zaradi različnih nevrodegenerativnih bolezni, so raziskovalci s pomočjo slikanja možganov in jezikovnih testov ugotovili, kakšno vlogo imata obe poti. Njihove ugotovitve so objavljene v nedavni številki znanstvene revije Neuron.

"Če imate poškodbe na spodnji poti, imate poškodbe na leksikonu in semantiki," je dejal Wilson. »Pozabiš na ime stvari, pozabiš na pomen besed. Ampak presenetljivo je, da izjemno dobro sestavljate stavke. "

»S poškodbami zgornje poti je ravno obratno - pacienti stvari dobro poimenujejo, besede poznajo, jih lahko razumejo, se jih lahko spomnijo, ko pa gre za ugotavljanje pomena zapletenega stavka, so propadel. "

Študija je prvič pokazala, da imajo zgornji in spodnji trakt različne funkcionalne vloge pri obdelavi jezika, pišejo avtorji.

Wilson je podatke zbiral, ko je bil podoktorski sodelavec, ki je delal z bolniki z različno resnimi nevrodegenerativnimi boleznimi in je bil zaposlen prek Centra za spomin in staranje pri UCSF. V raziskavo je bilo vključenih 15 moških in 12 žensk, starih približno 66 let.

Za razliko od mnogih drugih študij, ki so preučevale pridobljene jezikovne motnje, ki jih imenujemo afazije in jih običajno povzročajo poškodbe možganov, je imela Wilsonova ekipa priložnost preučevati bolnike z zelo specifično in različno stopnjo možganske okvare.

"Večina afazij je posledica kapi in večina kapi, ki prizadene jezikovne regije, bi verjetno vplivala na obe poti," je dejal Wilson. "V nasprotju s tem so imeli bolniki s progresivnimi afazijami, s katerimi smo delali, zelo redke in zelo specifične nevrodegenerativne bolezni, ki selektivno ciljajo na različne možganske regije, kar nam omogoča, da ločimo prispevke obeh poti."

Da bi ugotovili, kateri od obeh snopov živčnih vlaken naredi kaj pri obdelavi jezika, je ekipa združila tehnologijo slikanja možganov z magnetno resonanco, da bi vizualizirala poškodovana območja in naloge za ocenjevanje jezika, ki preizkušajo sposobnost udeležencev v razumevanju in ustvarjanju stavkov.

"Udeležencem študije bi dali kratek scenarij in jih prosili, naj ga dopolnijo s samim seboj," je dejal Wilson. »Če bi vam na primer rekel:» Po železniških tirih je hodil moški. Ni slišal vlaka, ki prihaja. Kaj se je zgodilo z moškim? ’Običajno bi rekli:‘ Zanj ga je udaril vlak ’ali kaj podobnega. Toda bolnik s poškodbo zgornje poti bi lahko rekel nekaj takega kot "vlak, človek, zadetek." Ugotovili smo, da ima spodnja pot povsem drugačno funkcijo, kar je v pomenu posameznih besed. "

Za preizkus razumevanja pomena stavka so raziskovalci pacientu predstavili stavek, kot je »Deklica, ki dečka potiska, je zelena« in nato vprašali, katera od obeh slik natančno prikazuje ta scenarij.

"Ena slika prikazuje zeleno deklico, ki potiska fanta, druga pa deklico, ki potiska zelenega dečka," je dejal Wilson. »Barve bodo enake, agenti enaki in dejanje enako. Razlika je le v tem, za katerega igralca barva velja? "

»Tisti, ki imajo le nižjo škodo na poti, se pri tem res dobro obnesejo, kar kaže, da škoda na tej poti ne moti vaše sposobnosti, da uporabite majhne funkcijske besede ali funkcionalne končnice besed, da ugotovite razmerja med besedami v stavek. "

Wilson je dejal, da se je večina prejšnjih študij, ki povezujejo nevrodegeneracijo določenih regij s kognitivnimi primanjkljaji, osredotočila na poškodbe sive snovi in ​​ne na belo snov, ki povezuje regije med seboj.

"Naša študija kaže, da primanjkljaji v zmožnosti obdelave stavkov presegajo vse, kar bi lahko razložili zgolj z izgubo sive snovi," je dodal Wilson. "To je prva študija, ki kaže, da je škoda na eni večji poti bolj kot na drugi glavni poti povezana s specifičnim primanjkljajem v enem vidiku jezika."

Vir: Univerza v Arizoni