神経言語学 | PFCONA

by Lise Menn

Neurolinguistics is the study of how language is represented in the brain: すなわち、脳が私たちの言語（または言語）に関する知識をどのように、どこに保存するか、私たちが話す、理解する、読む、書くと、その知識を獲得すると脳で何が起こり、日常生活でそれを使用すると何が起こりますのか、です。神経言語学者は、次のような疑問に答えようとしている。なぜ人間のコミュニケーションシステムはこれほど精巧で、他の動物とはこれほど違うのか？言語は、音楽や数学など他の認知システムと同じような神経計算を使用しているのだろうか？学習した単語は脳のどこにあるのか？

2つの言語を知っている場合、どのように切り替え、どのように互いに干渉しないようにしているのでしょうか。生まれつき2つの言語を学んでいる場合、1つの言語しか話せない人の脳とどのように違うのでしょうか、また、なぜ違うのでしょうか。あなたの脳の左側は、本当に「言語側」なのでしょうか？脳卒中やその他の脳の損傷で、話すことや読むことができなくなった場合、どの程度、再び話せるようになるのでしょうか？また、どのような新しい言語治療が期待できるのでしょうか？英語やスペイン語のように左から右へ書かれた言語を読む人と、ヘブライ語やアラビア語のように右から左へ書かれた言語を読む人とでは、言語の位置が違うのでしょうか？中国語や日本語のように、アルファベットの代わりに何か他の種類の記号を使って書かれた言語を読む場合はどうでしょうか？ディスレクシア（難読症）の場合、読むことに支障のない人の脳とどのように違うのでしょうか？

このように、神経言語学は、言葉や文章を話したり理解したり、第一言語や第二言語を学習するために必要な言語処理のステップを研究する心理言語学と、言語、言語、読書の障害における言語処理について深く関わっているのです。これらの障害に関する情報は、米国言語聴覚協会（ASHA）のhttp://www.asha.org/public/で入手できます。

脳の働き
言語は脳のどこにあるのか
失語症
Dyslexia and stuttering
神経言語学の考え方はどう変わったか
by: Lise Menn
謝辞
Suggested Reading (*) and References

脳の働き

私たちの脳は、脳細胞（ニューロンおよびグリア細胞）のネットワークに情報を保存しています。これらの神経ネットワークは最終的に、私たちの動き（言葉を発するのに必要な動きを含む）や内外の感覚（音、視覚、触覚、および私たち自身の動きから生じるもの）を制御する脳の部分とつながっています。これらのネットワーク内の結合は強い場合も弱い場合もあり、ある細胞が発信する情報は、隣接するある細胞の活動を高め、他の細胞の活動を抑制することがあります。接続は使用されるたびに強くなります。密に接続された脳細胞の近隣は、他の近隣からの情報と統合された計算を実行し、しばしばフィードバックループを伴う。多くの計算が同時に行われます（脳は超並列情報処理装置です）。

情報やスキルの学習は、新しい接続の確立や既存の接続の強さの変更によって行われます。つまり、生涯を通じて変化し続けることができ、学習や脳損傷からの回復を可能にするのです。失語症 http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm (脳の損傷による言語障害) の人々にとっては、損傷の深刻さにもよりますが、激しい治療と練習、おそらく経頭蓋磁気刺激 (TMS) との組み合わせによって、言語だけでなく運動の制御にも大きな改善をもたらす可能性があります。

言語は脳のどこにあるのか

この質問に答えるのは難しいのですが、それは脳の活動が巨大都市の活動のようなものだからです。都市は、そこに住む人々が生きていくために必要なものを手に入れることができるように組織されていますが、製品を製造するような複雑な活動は、一箇所に「ある」とは言えません。原材料は適切なタイミングで到着しなければならないし、下請け業者も必要で、製品は様々な方向に出荷されなければならない。私たちの脳も同じです。言語が脳の特定の場所に「ある」とは言い切れない。ある言葉を理解したり、口にしたりするときに集まってくる情報は、その言葉の意味するところによって、いろいろなところからやってくる。例えば、「リンゴ」という言葉を理解したり、口にしたりするとき、私たちは意識していなくても、リンゴの見た目、感触、香り、味に関する情報を使っている可能性が高いのです。つまり、「聞く」「理解する」「話す」「読む」は、脳の多くの部分で活動しているのです。しかし、脳のある部分は、他の部分よりも言語に深く関わっています。

話し言葉と書き言葉の両方に重要な脳の部分のほとんどは、読む言語や書き言葉に関係なく、脳の皮質の左側（左半球）にあるのです。失語症は、どの言語を話すか、読むか、あるいはまったく読むことができないかにかかわらず、ほとんどの場合、右半球の損傷ではなく、左半球の損傷によって引き起こされるため、このことがわかっています。 (これは、右利きの人の約95％、左利きの人の約半分に当てはまります）。脳の大部分（「白質」）は、異なる領域を互いにつなぐ繊維で構成されています。これは、言語を使用する（そして考える）には、多くの異なる脳領域で保存または処理された情報を迅速に統合することが必要だからです。

右側の領域は、効果的にコミュニケーションをとり、人が言っていることの要点を理解するために不可欠です。バイリンガルでも、生まれつき両方の言語を学んでいない場合、右半球は、第一言語よりも第二言語のほうにより深く関与している可能性があります。私たちの脳はやや可塑的です。つまり、その構成は遺伝的素質だけでなく、経験にも依存するのです。例えば、聴覚障害者の場合、話し言葉を理解するのに必要な脳の「聴覚」領域の多くは、生まれつき耳が聞こえない人や、早くから耳が聞こえなくなった人（人工内耳をしていない人）が手話を理解するのに必要な領域（視覚的）なのです。また、目の見えない人は、点字が手で触れて読むものであるにもかかわらず、点字で書かれた言葉を処理するのに脳の「視覚」領域を使用している。 http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-reading-region

バイリンガルは、話す相手によって、どの言語を使うか、言語を混ぜることが適切かどうかをコントロールする特別なスキルを身につけます。これらのスキルは、他の作業にも役立つかもしれません。 http://www.nih.gov/researchmatters/may2012/05072012bilingual.htm

失語症

失語症とはどのようなものですか？脳の損傷で言葉を失うことは、言葉を学ぶことの裏返しなのでしょうか？脳に障害があるために、言葉を話したり理解したりすることが困難な人は、子どもとは違います。言葉を使うには、いろいろな知識や技術が必要です。失語症の人は、大人と同じようにできることと、不器用になったり、まったくできなくなったりしていることの組み合わせが違います。

療法は、失語症の人が失われた能力を改善したり、取り戻したり、残っている能力を最大限に活用するのに役立ちます。脳に損傷を受け失語症になった大人は、同じような損傷を受けた子供よりも回復が遅いのですが、言語刺激がよく、さらに脳卒中や他の脳の損傷がなければ、何十年もかけてゆっくりと改善し続けます。詳しくはASHA (http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm), National Aphasia Association (http://aphasia.org/), Aphasia Hope (http://www.aphasiahope.org/), the Academy of Aphasia (http://www.academyofaphasia.org/ClinicalServices/)

Dyslexia and stuttering

ディスレキシア、普通に聞こえるのに話すようにならない子供についてはどうでしょうか? なぜ人は読字障害を起こすのでしょうか。研究によると、ディスレクシアは言語の音を処理するのが難しく、印刷された単語を音に関連付けるのが難しいそうです。ディスレクシアや発達性言語障害の家族には、遺伝子の違いや遺伝子に基づく脳の違いが見つかっており、この分野の研究により、すべての人の脳の最初の「配線」を設定する際に遺伝子がどのように作用するかがわかってきているのです。吃音を含む、読みと言葉の発達障害を持つ子供たちに、適切な言語ベースの治療が効果的であるという確かな証拠があります。 ASHAはこれらの障害について有益な情報を提供しています。http://www.asha.org/public/speech/disorders/lbld.htmをご覧ください。

神経言語学の考え方はどう変わったか

神経言語学に関する多くの既成概念、特に脳の左半球における従来の「言語野」（ブロカ野、ウェルニッケ野）の役割は、最近の証拠によって異議を唱えられ、いくつかのケースでは覆されています。最近の最も重要な発見は、1）従来の言語野から離れた領域を含む広範なネットワークが言語使用に深く関わっていること、2）言語野は、音楽のいくつかの側面など言語以外の情報の処理にも関わっていること、3）脳の特定の領域と特定の言語障害の相関は、これまで考えられていたよりもはるかに低いこと、であろう。このような新しい情報は、人が話したり聞いたりするときに脳で何が起こっているかを見る能力が大きく向上したことと、長年の詳細な失語症検査データの蓄積と分析によって得られるようになった。このような言語能力の研究は、脳のどこに傷があるかという比較的粗い情報によって補強されていた。神経学者はそのような情報を、他のどのような能力が失われたかを考慮し、あまり入手できない剖検情報によって推論しなければならなかったのである。重度のてんかんや腫瘍を取り除くために手術を受けようとしていた少数の患者については、患者の言語使用に不可欠な領域から外科医を遠ざけるために医学的に必要な場合、脳の直接刺激による研究が可能であった。

1970年代には、初期のコンピュータX線検査（CATスキャン、CTスキャン）やX線脳血流検査（アンギオグラム）が失語症の実験・観察研究を補強し始めましたが、脳の損傷部分がどこにあるのかという非常に粗い情報しか得られませんでした。これらの初期の脳画像検査は、脳のどの部分に深刻な損傷があるか、あるいは血流が制限されているかを見ることができるだけであった。そのため、正常な話者や失語症の話者において、言語処理中に何が起こっているかを追跡することができなかったのです。というのも、このような情報は、読書や、両耳で同時に異なる種類の情報を聞く（二声聴取）など、難しい条件下での聞き取りを含む実験課題から得ることができたからです。現代の技術により、研究者は正常な話者の脳がどのように言語を処理するのか、また損傷を受けた脳がどのように処理し、補償するのかを研究することができるようになった。この新しい技術によって、人が読んだり、聞いたり、話したりしているときに起こっている脳の活動を追跡することができ、また、脳の損傷部位の位置を非常に細かい空間分解能で把握することができるようになったのです。 MRIは、脳のどの部分が損傷しているかを精緻な画像で示す磁気共鳴画像（MRI）により、微細な空間分解能を得ることができます。脳の活動を追跡するには、いくつかの方法があります。機能的磁気共鳴画像法（fMRI）、脳波法（EEG）、脳磁図法（MEG）、事象関連電位法（ERP）など、頭蓋骨の外にあるセンサーを使って神経細胞が互いに送る電気信号や磁気信号を検出する方法が最も適しています。これは、神経組織が赤外線を散乱させる際の急激な変化を検出するもので、赤外線は頭蓋骨を透過して脳の内部を1インチほど見ることができる。 3つ目の方法は、酸素濃度（BOLD）や血液の近赤外線吸収の変化（近赤外線分光法、NIRS）を調べることで、脳のさまざまな部位への血液の流れの変化を追跡するものである。また、経頭蓋磁気刺激（頭蓋骨の外から刺激を与えること、TMS）によって脳の活動を一時的に変化させることができるため、この刺激によって、言葉を話したり読んだり理解する能力がどのように変化するかを見ることができます。 NIRS、EROS、ERP、EEGの技術はリスクがないため、倫理的に正常な話者や、研究に参加しても特に利益がない失語症の人々の研究に使用することができます。

脳のさまざまな部位からの情報がリアルタイムでどのように組み合わされるのか、その詳細を解明するのは非常に複雑なため、コンピュータを使って会話中や読書中の脳の動きを一部シミュレーションする方法を開発することで、別の種類の進歩がもたらされました。例えば、失語症の人が構文テストでどのような結果を出すかを、脳の詳細な画像診断と組み合わせて比較したところ、文法の使用に関わる脳の部位に重要な個人差があることがわかりました。また、言語間で失語症の人を比較すると、それぞれの言語が提供する誤りの機会の種類によって、さまざまなタイプの失語症が言語ごとに多少異なる症状を示すことがわかる。たとえば、男性代名詞と女性代名詞、男性形容詞と女性形容詞に異なる形がある言語では、失語症の人が話すときに性別の間違いをすることがありますが、性別に異なる形がない言語ではその特定の問題は現れません。

by: Lise Menn

謝辞

LSA メンバーの Sheila E. Blumstein, David Caplan, Gary Dell, Nina Dronkers, Matt Goldrick に非常に有益なフィードバックと示唆に感謝します。

Linguistic Society of America

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謝辞

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