af Lise Menn

Neurolingvistik er studiet af, hvordan sprog er repræsenteret i hjernen: dvs. hvordan og hvor vores hjerner lagrer vores viden om det sprog (eller de sprog), som vi taler, forstår, læser og skriver, hvad der sker i vores hjerner, når vi tilegner os denne viden, og hvad der sker, når vi bruger den i vores hverdag. Neurolingvister forsøger at besvare spørgsmål som disse: Hvad er det ved vores hjerner, der gør menneskeligt sprog muligt – hvorfor er vores kommunikationssystem så udbygget og så forskelligt fra andre dyrs? Bruger sproget den samme slags neurale beregning som andre kognitive systemer, f.eks. musik eller matematik? Hvor i din hjerne befinder et ord, som du har lært, sig? Hvordan “kommer et ord til at falde dig ind”, når du har brug for det (og hvorfor kommer det nogle gange ikke til at falde dig ind?)

Hvis du kan to sprog, hvordan skifter du så mellem dem, og hvordan forhindrer du dem i at forstyrre hinanden? Hvis man lærer to sprog fra fødslen, hvordan er ens hjerne så anderledes end hjernen hos en person, der kun taler ét sprog, og hvorfor? Er venstre side af din hjerne virkelig “sprogsiden”? Hvis man mister evnen til at tale eller læse på grund af et slagtilfælde eller en anden hjerneskade, hvor godt kan man så lære at tale igen? Hvilke former for terapi er kendt for at hjælpe, og hvilke nye former for sprogterapi ser lovende ud? Har mennesker, der læser sprog skrevet fra venstre mod højre (som engelsk eller spansk), sproget et andet sted end mennesker, der læser sprog skrevet fra højre mod venstre (som hebraisk og arabisk)? Hvad sker der, hvis man læser et sprog, der er skrevet ved hjælp af en anden form for symboler i stedet for et alfabet, som f.eks. kinesisk eller japansk? Hvis du er ordblind, på hvilken måde er din hjerne så anderledes end hjernen hos en person, der ikke har problemer med at læse? Hvad med hvis du stammer?

Som du kan se, er neurolingvistik dybt sammenvævet med psykolingvistik, som er studiet af de sprogbehandlingstrin, der er nødvendige for at tale og forstå ord og sætninger, lære første og senere sprog, og også af sprogbehandling i forbindelse med forstyrrelser i tale, sprog og læsning. Oplysninger om disse forstyrrelser kan fås hos American Speech-Language Hearing Association (ASHA) på http://www.asha.org/public/.

Hvordan vores hjerne fungerer

Vores hjerner lagrer information i netværk af hjerneceller (neuroner og gliaceller). Disse neurale netværk er i sidste ende forbundet med de dele af hjernen, der styrer vores bevægelser (herunder dem, der er nødvendige for at producere tale) og vores indre og ydre fornemmelser (lyde, syn, berøring og dem, der kommer fra vores egne bevægelser). Forbindelserne i disse netværk kan være stærke eller svage, og den information, som en celle sender, kan øge aktiviteten i nogle af dens naboer og hæmme aktiviteten i andre. Hver gang en forbindelse bruges, bliver den stærkere. Tæt forbundne kvarterer af hjerneceller udfører beregninger, der integreres med information fra andre kvarterer, hvilket ofte indebærer feedback-løkker. Mange beregninger udføres samtidig (hjernen er en massivt parallel informationsprocessor).

Læring af information eller en færdighed sker ved at etablere nye forbindelser og/eller ændre styrken af eksisterende forbindelser. Disse lokale og langtrækkende netværk af forbundne hjerneceller udviser plasticitet http://merzenich.positscience.com/?page_id=143 – det vil sige, at de kan blive ved med at ændre sig i løbet af vores liv, hvilket gør det muligt for os at lære og (til en vis grad) at komme os efter hjerneskader. For personer med afasi http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm (sprogtab som følge af hjerneskade) kan intensiv terapi og øvelse, eventuelt i kombination med transkraniel magnetisk stimulation (TMS), afhængigt af hvor alvorlig skaden er, medføre store forbedringer i sproget såvel som i bevægelseskontrollen; se afsnittet om afasi nedenfor og de links, der er lagt ud der. Computerbaserede metoder til at muliggøre en sådan intens sprogtræning under tilsyn af en talepædagog er ved at blive tilgængelige.

Hvor er sproget i hjernen?

Dette spørgsmål er svært at besvare, fordi hjerneaktivitet er som aktiviteten i en stor by. En by er organiseret, så de mennesker, der bor i den, kan få det, de har brug for at leve af, men man kan ikke sige, at en kompleks aktivitet, som f.eks. fremstilling af et produkt, er ‘på’ ét sted. Råmaterialer skal ankomme på de rigtige tidspunkter, der er brug for underleverandører, og produktet skal sendes ud i forskellige retninger. Det er det samme med vores hjerner. Vi kan ikke sige, at sproget befinder sig “i” en bestemt del af hjernen. Det er ikke engang sandt, at et bestemt ord er “i” ét sted i en persons hjerne; de oplysninger, der samles, når vi forstår eller siger et ord, kommer fra mange steder, afhængigt af hvad ordet betyder. Når vi f.eks. forstår eller siger et ord som “æble”, bruger vi sandsynligvis oplysninger om, hvordan æbler ser ud, føles, lugter og smager, selv om vi ikke er bevidste om, at vi gør det. Så at lytte, forstå, tale og læse involverer aktiviteter i mange dele af hjernen. Nogle dele af hjernen er dog mere involveret i sprog end andre dele.

De fleste af de dele af din hjerne, der er afgørende for både talesprog og skriftsprog, befinder sig i venstre side af hjernebarken (venstre hjernehalvdel), uanset hvilket sprog du læser, og hvordan det er skrevet. Det ved vi, fordi afasi næsten altid skyldes skader på venstre hjernehalvdel og ikke skader på højre hjernehalvdel, uanset hvilket sprog du taler eller læser, eller om du overhovedet kan læse. (Dette gælder for ca. 95 % af højrehåndede personer og ca. halvdelen af venstrehåndede personer). En stor del af hjernen (den “hvide substans”) består af fibre, der forbinder forskellige områder med hinanden, fordi sprogbrug (og tænkning) kræver en hurtig integration af information, der er lagret og/eller behandlet i mange forskellige hjerneområder.

Områder i højre side er vigtige for at kommunikere effektivt og for at forstå pointen i det, folk siger. Hvis du er tosproget, men ikke har lært begge sprog fra fødslen, er din højre hjernehalvdel måske noget mere involveret i dit andet sprog end i dit første sprog. Vores hjerner er i nogen grad plastiske – det vil sige, at deres organisation afhænger af vores erfaringer såvel som af vores genetiske anlæg. F.eks. bruges mange af de “auditive” områder i hjernen, som er involveret i forståelsen af talesprog hos personer med normal hørelse, til (visuelt) at forstå tegnsprog hos personer, der er døve fra fødslen eller er blevet døve tidligt (og som ikke har cochlear-implantater). Og blinde mennesker bruger de “visuelle” områder af deres hjerne til at behandle ord skrevet i punktskrift, selv om punktskrift læses ved berøring. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-reading-region

Bilinguale talere udvikler særlige færdigheder til at kontrollere, hvilket sprog de skal bruge, og om det er hensigtsmæssigt for dem at blande deres sprog, afhængigt af hvem de taler til. Disse færdigheder kan også være nyttige til andre opgaver. http://www.nih.gov/researchmatters/may2012/05072012bilingual.htm

Afasi

Hvordan er afasi? Er det at miste sproget efter en hjerneskade det modsatte af at lære det? Mennesker, der har problemer med at tale eller forstå sprog på grund af en hjerneskade, er ikke som børn. At bruge sprog kræver mange former for viden og færdigheder. Mennesker med afasi har forskellige kombinationer af ting, som de stadig kan gøre på en voksenlignende måde, og ting, som de nu gør klodset eller slet ikke gør. Faktisk kan vi se forskellige mønstre af profiler for profiler af sparede og nedsatte sproglige færdigheder hos forskellige personer med afasi.

Terapi kan hjælpe afasiramte med at forbedre eller genvinde tabte færdigheder og udnytte de resterende færdigheder bedst muligt. Voksne, der har fået en hjerneskade og bliver afasiramte, kommer sig langsommere end børn, der har fået samme slags skade, men de fortsætter med at forbedre sig langsomt gennem årtier, hvis de får god sprogstimulering og ikke får yderligere slagtilfælde eller andre hjerneskader. Yderligere oplysninger kan fås hos ASHA (http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm), National Aphasia Association (http://aphasia.org/), Aphasia Hope (http://www.aphasiahope.org/) eller Academy of Aphasia (http://www.academyofaphasia.org/ClinicalServices/)

Dysleksi og stamning

Hvad er der med dysleksi, og børn, der har svært ved at lære at tale, selv om de kan høre normalt? Hvorfor har folk læsevanskeligheder? Forskning tyder på, at ordblinde har problemer med at behandle sprogets lyde og har svært ved at relatere det trykte ord til lydene. Der er fundet genetiske forskelle og genetisk baserede hjerneforskelle i familier med ordblindhed og sproglige udviklingsforstyrrelser, og forskningen på dette område hjælper os med at forstå, hvordan generne spiller en rolle i forbindelse med opbygningen af de oprindelige “ledninger” i alle vores hjerner. Der er solid dokumentation for, at en passende sprogbaseret terapi er effektiv for børn med udviklingsforstyrrelser i læsning og sprog, herunder stottering. ASHA giver nyttige oplysninger om begge disse lidelser: se http://www.asha.org/public/speech/disorders/lbld.htm.

Hvordan neurolingvistiske idéer har ændret sig

Mange etablerede idéer om neurolingvistik – især de traditionelle “sprogområders” rolle (Brocas område, Wernickes område) i venstre hjernehalvdel – er blevet anfægtet og i nogle tilfælde omstødt af nyere dokumentation. De vigtigste nylige resultater er sandsynligvis 1) at omfattende netværk, der omfatter områder, som ligger langt fra de traditionelle sprogområder, er dybt involveret i sprogbrug, 2) at sprogområderne også er involveret i behandlingen af ikke-sproglig information, f.eks. visse aspekter af musik http://www.youtube.com/watch?v=ZgKFeuzGEns, og 3) at korrelationerne mellem bestemte områder af hjernen og bestemte sproglige funktionsnedsættelser er meget dårligere end man havde troet. Disse nye oplysninger er blevet tilgængelige på grund af store forbedringer i vores evne til at se, hvad der sker i hjernen, når folk taler eller lytter, og fra opsamlingen og analysen af mange års detaljerede afasi-testdata.

Hvordan neurolingvistisk forskning har ændret sig

I over hundrede år var forskning i neurolingvistik næsten helt afhængig af studiet af sprogforståelse og -produktion hos mennesker med afasi. Disse undersøgelser af deres sproglige evner blev suppleret med relativt grove oplysninger om, hvor skaden var placeret i hjernen. Neurologerne måtte udlede disse oplysninger, som de jo var, ved at overveje, hvilke andre evner der var gået tabt, og ved hjælp af obduktionsoplysninger, som ikke ofte var tilgængelige. Nogle få patienter, der skulle opereres for at afhjælpe alvorlig epilepsi eller svulster, kunne undersøges ved direkte hjernestimulering, når det var medicinsk nødvendigt for at lede kirurgen væk fra områder, der var vigtige for patientens sprogbrug.

Den tidlige generation af computerstyrede røntgenundersøgelser (CAT-scanninger, CT-scanninger) og radiografiske undersøgelser af hjernens blodgennemstrømning (angiogrammer) begyndte at supplere eksperimentelle og observationelle undersøgelser af afasi i 1970’erne, men de gav meget grove oplysninger om, hvor den beskadigede del af hjernen var placeret. Disse tidlige hjerneafbildningsteknikker kunne kun se, hvilke dele af hjernen der var alvorligt beskadiget eller havde begrænset blodgennemstrømning. De kunne ikke give oplysninger om den faktiske aktivitet, der fandt sted i hjernen, så de kunne ikke følge, hvad der skete under sprogbehandlingen hos normale eller afasiramte talere. Undersøgelser af normale talere i den periode kiggede for det meste på, hvilken side af hjernen der var mest involveret i behandlingen af det skrevne eller talte sprog, fordi disse oplysninger kunne fås fra laboratorieopgaver, der involverede læsning eller lytning under vanskelige forhold, f.eks. ved at lytte til forskellige former for information, der blev præsenteret for de to ører på samme tid (dichotisk lytning).

Siden 1990’erne er der sket et enormt skift inden for neurolingvistik. Med moderne teknologi kan forskerne studere, hvordan hjernen hos normalt talende personer behandler sprog, og hvordan en skadet hjerne behandler og kompenserer for skader. Den nye teknologi giver os mulighed for at spore den hjerneaktivitet, der foregår, mens folk læser, lytter og taler, og også for at få en meget fin rumlig opløsning af placeringen af beskadigede områder i hjernen. Den fine rumlige opløsning kommer fra magnetisk resonansbilleddannelse (MRI), som giver udsøgte billeder, der viser, hvilke hjerneområder der er beskadiget; opløsningen af CT-scanninger er også blevet enormt forbedret. Det kan gøres på flere måder at spore hjernens løbende aktivitet. Til nogle formål er den bedste metode at registrere de elektriske og magnetiske signaler, som neuroner sender til hinanden ved hjælp af sensorer uden for kraniet (funktionel magnetisk resonansafbildning, fMRI; elektro-enecefalografi, EEG; magnetoencefalografi, MEG; og hændelsesrelaterede potentialer, ERP). En anden metode er observation af det hændelsesrelaterede optiske signal, EROS; dette indebærer, at man registrerer hurtige ændringer i den måde, hvorpå nervevævet spreder infrarødt lys, som kan trænge gennem kraniet og se ca. en centimeter ind i hjernen. En tredje familie af metoder omfatter sporing af ændringer i blodgennemstrømningen til forskellige områder i hjernen ved at se på iltkoncentrationer (BOLD) eller på ændringer i den måde, hvorpå blodet absorberer nærinfrarødt lys (nærinfrarød spektroskopi, NIRS). Hjerneaktiviteten kan også ændres midlertidigt ved transkraniel magnetisk stimulation (stimulering uden for kraniet, TMS), så forskerne kan se virkningerne af denne stimulering på, hvor godt folk taler, læser og forstår sprog. NIRS-, EROS-, ERP- og EEG-teknikkerne er risikofri, så de kan etisk set anvendes til forskning på normaltalende personer og på personer med afasi, som ikke ville have særlig gavn af at deltage i en forskningsundersøgelse. TMS synes også at være sikker.

Det er meget kompliceret at finde ud af detaljerne i, hvordan informationerne fra forskellige dele af hjernen kan kombineres i realtid, så en anden form for fremskridt er kommet fra udviklingen af metoder til at bruge computere til at simulere dele af det, hjernen kan gøre under tale eller læsning.

Undersøgelser af præcis, hvad personer med afasi og andre sprogforstyrrelser kan og ikke kan, bidrager også fortsat til vores forståelse af forholdet mellem hjerne og sprog. F.eks. har sammenligning af, hvordan personer med afasi klarer sig i syntaksetest, kombineret med detaljeret billeddannelse af deres hjerner, vist, at der er vigtige individuelle forskelle i de dele af hjernen, der er involveret i brugen af grammatik. Desuden viser sammenligning af personer med afasi på tværs af sprog, at de forskellige typer af afasi har lidt forskellige symptomer på forskellige sprog, afhængigt af hvilke former for muligheder for fejl, som hvert sprog giver. I sprog, der har forskellige former for maskuline og feminine pronominer eller maskuline og feminine adjektiver, kan personer med afasi f.eks. lave kønsfejl i deres tale, men i sprog, der ikke har forskellige former for forskellige køn, kan dette særlige problem ikke vise sig.

af: Lise Menn

Anerkendelse

Meget stor tak til LSA-medlemmerne Sheila E. Blumstein, David Caplan, Gary Dell, Nina Dronkers og Matt Goldrick for meget nyttig feedback og forslag.

Opfordring til læsning (*) og referencer

Caplan, David, Gloria Waters, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy 2007. En undersøgelse af syntaktisk behandling ved afasi I: Adfærdsmæssige (psykolingvistiske) aspekter. Brain and Language 101, 103-150.

Caplan, David, Gloria Waters, David Kennedy, Nathanial Alpert, Nikos Makris, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy. 2007. En undersøgelse af syntaktisk behandling i afasi II: Neurologiske aspekter. Brain and Language 101, 151-177.

*Dehaene, Stanislaus. 2009. Læsning i hjernen. Viking Press.

*Gardner, Howard. 1975. The Shattered Mind: The Person After Brain Damage: The Person After Brain Damage. Vintage Books.

*Goodglass, Harold. 1993. Understanding Aphasia. Academic Press.

Hickok, Greg. 2009. Den funktionelle neuroanatomi af sprog. Physics of Life Reviews, 6, 121-143.

*Menn, Lise. 2011. Kapitel 2, How Brains Work, og kapitel 6, Analyzing Aphasic Speech and Communication, i Psycholinguistics: Introduction and Applications. Plural Publishing.

*Patel, Aniruddh D. 2008. Music, Language, and the Brain (Musik, sprog og hjernen). Oxford University Press.

Ramus, Franck. 2006. Gener, hjerner og kognition: En køreplan for den kognitive forsker. Cognition 101, 247-269.

Turken, A.U. & Dronkers, N.F. The neural architecture of the language comprehension network: Converging evidence from lesion and connectivity analyses. Frontiers in Systems Neuroscience, 2011, 5, 1-20

Modellering af afasisk sprog: http://langprod.cogsci.illinois.edu/cgi-bin/webfit.cgi