Uus uurimus näitab, kuidas aju töötleb keelt

Uus uuring näitab aju valgeaine radade tähtsust keele töötlemisel.

Viimase 10 aasta jooksul tehtud ajukuvamise edusammud on näidanud, et väga keerukad kognitiivsed ülesanded, näiteks keele töötlemine, tuginevad mitte ainult ajukoorte teatud piirkondadele, vaid ka neid ühendavatele valge aine kiudude radadele.

"Selle uue tehnoloogia abil hakkasid teadlased mõistma, et keelevõrgus on palju rohkem ühendusvõimalusi, kui algselt arvasime," ütles Stephen Wilson, kes liitus hiljuti Arizona ülikooli kõne-, keele- ja kuulmisteaduste osakonnaga. dotsent.

"Neil on tõenäoliselt erinevad funktsioonid, kuna aju pole lihtsalt homogeenne rakkude konglomeraat, kuid pole olnud palju tõendeid selle kohta, millist teavet erinevatel radadel kantakse."

Koostöös oma kolleegidega Airzona ülikoolis, San Francisco California ülikooli neuroloogiaosakonnas ning Itaalias Milanas asuva teadusinstituudi ja San Raffaele ülikoolihaiglas, avastas Wilson, et ühenduse jaoks pole olulised mitte ainult ühendusteed. keele töötlemine, kuid nad on spetsialiseerunud erinevatele ülesannetele.

Kaks ajupiirkonda, mida nimetatakse Broca piirkonnaks ja Wernicke'i piirkonnaks, on peamised arvutitöötlemissõlmed, mis on keele töötlemise aluseks, tihedad närvikiudude kimbud ühendavad neid. Kuid kuigi oli teada, et Broca ja Wernicke on ühendatud kahe valge aine rajaga - üks ülemine, üks madalam -, olid enamus uuringuid keskendunud närvirakkudele, mis olid koondunud kahe keeletöötluspiirkonna enda sisse.

Töötades patsientidega, kes kannatavad mitmesuguste neurodegeneratiivsete haiguste tõttu keelekahjustuste all, kasutasid teadlased aju pildistamist ja keeleteste, et selgitada välja kahe raja roll. Nende leiud on avaldatud hiljutises teadusajakirja Neuron väljaandes.

"Kui teil on alumist rada kahjustatud, on teil leksikonil ja semantikal kahju," ütles Wilson. “Unustate asjade nime, unustate sõnade tähenduse. Kuid üllataval kombel oskate lauseid koostada ülimalt hästi. "

"Ülemise raja kahjustamise korral on vastupidi - patsiendid nimetavad asju üsna hästi, teavad sõnu, saavad neist aru, suudavad neid meeles pidada, kuid keeruka lause tähenduse väljaselgitamisel on nad läheb läbi. "

Uuring tähistab esimest korda, kui on näidatud, et ülemised ja alumised traktid mängivad keele töötlemisel erinevaid funktsionaalseid rolle, kirjutavad autorid.

Wilson kogus andmeid ajal, mil ta oli järeldoktor, töötades erineva raskusastmega neurodegeneratiivsete haigustega patsientidega ja värvatud UCSF-i mälu- ja vananemiskeskuse kaudu. Uuringus osales 15 meest ja 12 naist vanuses umbes 66 aastat.

Erinevalt paljudest teistest omandatud keelehäireid uurivatest uuringutest, mida nimetatakse afaasiateks ja mida tavaliselt põhjustavad ajukahjustused, oli Wilsoni meeskonnal võimalus uurida väga spetsiifilise ja muutuva ajukahjustusega patsiente.

"Enamik afaasiatest on põhjustatud insultidest ja enamik keeleregioone mõjutavatest insultidest mõjutaks tõenäoliselt mõlemat rada," ütles Wilson. "Seevastu progresseeruvate afaasiatega patsientidel, kellega me töötasime, olid väga haruldased ja väga spetsiifilised neurodegeneratiivsed haigused, mis olid selektiivselt suunatud erinevatele ajupiirkondadele, võimaldades meil eristada kahe raja panust."

Et teada saada, milline kahest närvikiudude kogumist mida keele töötlemisel teeb, ühendas meeskond magnetresonantsi aju kuvamise tehnoloogia, et visualiseerida kahjustatud alasid ja keele hindamise ülesandeid, testides osalejate võimet lauseid mõista ja toota.

"Annaksime uuringus osalejatele lühikese stsenaariumi ja paluksime neil täiendada seda, mis loomulikult tuleb," ütles Wilson. "Näiteks kui ma ütlesin teile:" Mees kõndis mööda raudteed. Ta ei kuulnud rongi tulemas. Mis mehega juhtus? ”Tavaliselt öeldakse nii:„ Teda tabas rong ”või midagi muud. Kuid ülemise tee kahjustusega patsient võib öelda midagi sellist: "rong, mees, löö." Leidsime, et alumisel rajal on täiesti erinev funktsioon, mis on üksikute sõnade tähenduses. "

Lause tähenduse mõistmise testimiseks esitasid teadlased patsiendile sellise lause: „Tüdruk, kes poisi lükkab, on roheline“, ja küsivad seejärel, milline kahest pildist seda stsenaariumi täpselt kujutas.

"Ühel pildil oleks näha rohelist tüdrukut, kes ajab poissi, ja teisel - tüdrukut, kes tõukab rohelist poissi," ütles Wilson. “Värvid on samad, agendid samad ja tegevus sama. Ainus erinevus on see, millisele näitlejale värv sobib? "

"Neil, kellel on ainult madalam rajakahjustus, saavad sellega tõesti hästi hakkama, mis näitab, et selle raja kahjustamine ei takista teie võimet kasutada sõnade väikseid funktsioonisõnu või funktsionaalseid lõppe sõnade vaheliste seoste väljaselgitamiseks. lause. ”

Wilson ütles, et enamik varasemaid uuringuid, mis seovad konkreetsete piirkondade neurodegeneratsiooni kognitiivse defitsiidiga, on keskendunud pigem halli aine kahjustamisele kui valgele ainele, mis seob piirkondi üksteisega.

"Meie uuring näitab, et lausete töötlemise võime puudujääk ületab kõike muud, mida saab seletada üksnes halli aine kadumisega," lisas Wilson. "See on esimene uuring, mis näitab, et ühe peamise tee suurem kahju kui teine ​​suurem rada on seotud ühe keele ühe aspekti konkreetse puudujäägiga."

Allikas: Arizona ülikool