de Lise Menn

Neurolingvistica este studiul modului în care limbajul este reprezentat în creier: adică, cum și unde stochează creierul nostru cunoștințele noastre despre limba (sau limbile) pe care le vorbim, le înțelegem, le citim și le scriem, ce se întâmplă în creierul nostru pe măsură ce dobândim aceste cunoștințe și ce se întâmplă când le folosim în viața de zi cu zi. Neurolingviștii încearcă să răspundă la întrebări precum acestea: Ce anume din creierul nostru face posibil limbajul uman – de ce este sistemul nostru de comunicare atât de elaborat și atât de diferit de cel al altor animale? Folosește limbajul același tip de calcul neuronal ca și alte sisteme cognitive, cum ar fi muzica sau matematica? Unde se află în creierul dumneavoastră un cuvânt pe care l-ați învățat? Cum vă „vine în minte” un cuvânt atunci când aveți nevoie de el (și de ce uneori nu vă vine?)

Dacă știți două limbi, cum treceți de la una la alta și cum faceți ca ele să nu interfereze una cu cealaltă? Dacă înveți două limbi de la naștere, în ce fel se deosebește creierul tău de cel al unei persoane care vorbește o singură limbă și de ce? Este partea stângă a creierului tău cu adevărat „partea lingvistică”? Dacă vă pierdeți capacitatea de a vorbi sau de a citi din cauza unui accident vascular cerebral sau a unei alte leziuni cerebrale, cât de bine puteți învăța să vorbiți din nou? Ce tipuri de terapie sunt cunoscute ca fiind utile și ce noi tipuri de terapie lingvistică par promițătoare? Persoanele care citesc limbi scrise de la stânga la dreapta (cum ar fi engleza sau spaniola) au limba într-un loc diferit de persoanele care citesc limbi scrise de la dreapta la stânga (cum ar fi ebraica și araba)? Ce se întâmplă dacă citiți o limbă care este scrisă folosind un alt tip de simboluri în loc de un alfabet, cum ar fi chineza sau japoneza? Dacă ești dislexic, în ce fel este creierul tău diferit de cel al unei persoane care nu are probleme de citire? Dar dacă te bâlbâi?

După cum puteți vedea, neurolingvistica este profund împletită cu psiholingvistica, care este studiul etapelor de procesare a limbajului care sunt necesare pentru a vorbi și a înțelege cuvinte și propoziții, pentru a învăța prima și a doua limbă și, de asemenea, pentru procesarea limbajului în tulburările de vorbire, limbaj și citire. Informații despre aceste tulburări sunt disponibile la American Speech-Language Hearing Association (ASHA), la .

Cum funcționează creierul nostru

Creierul nostru stochează informații în rețele de celule cerebrale (neuroni și celule gliale). Aceste rețele neuronale sunt în cele din urmă conectate la părțile creierului care ne controlează mișcările (inclusiv cele necesare pentru a produce vorbirea) și senzațiile noastre interne și externe (sunete, imagini, atingere și cele care provin din propriile noastre mișcări). Conexiunile din cadrul acestor rețele pot fi puternice sau slabe, iar informațiile pe care le trimite o celulă pot crește activitatea unora dintre vecinii săi și inhiba activitatea altora. De fiecare dată când o conexiune este utilizată, aceasta devine mai puternică. Vecinătățile de celule cerebrale conectate dens efectuează calcule care sunt integrate cu informații provenite din alte vecinătăți, implicând adesea bucle de feedback. Multe calcule sunt efectuate simultan (creierul este un procesor de informații masiv paralel).

Învățarea informațiilor sau a unei abilități are loc prin stabilirea de noi conexiuni și/sau modificarea intensității conexiunilor existente. Aceste rețele locale și pe distanțe lungi de celule cerebrale conectate prezintă plasticitate http://merzenich.positscience.com/?page_id=143 – adică pot continua să se schimbe pe tot parcursul vieții noastre, permițându-ne să învățăm și să ne recuperăm (într-o anumită măsură) după leziuni cerebrale. Pentru persoanele cu afazie http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm (pierderea limbajului ca urmare a leziunilor cerebrale), în funcție de cât de grave sunt leziunile, terapia și practica intensă, poate în combinație cu stimularea magnetică transcraniană (TMS), pot aduce îmbunătățiri majore în ceea ce privește limbajul, precum și controlul mișcărilor; a se vedea secțiunea Afazie de mai jos și linkurile postate acolo. Metodele bazate pe calculator pentru a permite o astfel de practică intensă a limbajului sub supravegherea unui logoped devin disponibile.

Unde se află limbajul în creier?

Această întrebare este greu de răspuns, deoarece activitatea creierului este ca activitatea unui oraș imens. Un oraș este organizat astfel încât oamenii care locuiesc în el să poată obține ceea ce au nevoie pentru a trăi, dar nu se poate spune că o activitate complexă, cum ar fi fabricarea unui produs, se află „într-un singur loc”. Materiile prime trebuie să sosească la momentul potrivit, este nevoie de subcontractori, produsul trebuie să fie expediat în diverse direcții. La fel se întâmplă și cu creierul nostru. Nu putem spune că limbajul se află „într-o anumită parte a creierului”. Nici măcar nu este adevărat că un anumit cuvânt se află „într-un singur loc” în creierul unei persoane; informațiile care se adună atunci când înțelegem sau rostim un cuvânt sosesc din mai multe locuri, în funcție de ceea ce înseamnă acel cuvânt. De exemplu, atunci când înțelegem sau rostim un cuvânt precum „măr”, este probabil să folosim informații despre cum arată, simt, mirosesc și gustă merele, chiar dacă nu suntem conștienți că facem acest lucru. Așadar, a asculta, a înțelege, a vorbi și a citi implică activități în mai multe părți ale creierului. Cu toate acestea, unele părți ale creierului sunt mai implicate în limbaj decât alte părți.

Cele mai multe părți ale creierului care sunt cruciale atât pentru limbajul vorbit cât și pentru cel scris se află în partea stângă a cortexului creierului (emisfera stângă), indiferent de limba pe care o citiți și de modul în care este scrisă. Știm acest lucru deoarece afazia este aproape întotdeauna cauzată de o leziune a emisferei stângi, nu de o leziune a emisferei drepte, indiferent de limba pe care o vorbiți sau o citiți, sau dacă puteți citi sau nu. (Acest lucru este valabil pentru aproximativ 95% dintre dreptaci și aproximativ jumătate dintre stângaci). O mare parte a creierului („materia albă”) este formată din fibre care conectează diferite zone între ele, deoarece utilizarea limbajului (și gândirea) necesită integrarea rapidă a informațiilor care sunt stocate și/sau procesate în multe regiuni diferite ale creierului.

Zonele din partea dreaptă sunt esențiale pentru a comunica eficient și pentru a înțelege sensul a ceea ce spun oamenii. Dacă sunteți bilingv, dar nu ați învățat ambele limbi de la naștere, este posibil ca emisfera dvs. dreaptă să fie oarecum mai implicată în cea de-a doua limbă decât în prima limbă. Creierul nostru este oarecum plastic – adică organizarea lui depinde atât de experiențele noastre, cât și de înzestrarea noastră genetică. De exemplu, multe dintre zonele „auditive” ale creierului, care sunt implicate în înțelegerea limbajului vorbit la persoanele cu auz normal, sunt folosite în înțelegerea (vizuală) a limbajului semnelor de către persoanele care sunt surde din naștere sau care au devenit surde de timpuriu (și care nu au implanturi cohleare). Și persoanele nevăzătoare folosesc zonele „vizuale” ale creierului lor pentru a procesa cuvintele scrise în Braille, chiar dacă Braille se citește prin atingere. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-reading-region

Vorbitorii bilingvi dezvoltă abilități speciale în a controla ce limbă să folosească și dacă este potrivit să își amestece limbile, în funcție de persoana cu care vorbesc. Aceste abilități pot fi utile și pentru alte sarcini. http://www.nih.gov/researchmatters/may2012/05072012bilingual.htm

Afazia

Cum este afazia? Pierderea limbajului după o leziune cerebrală este inversul învățării acestuia? Persoanele care au dificultăți de vorbire sau de înțelegere a limbajului din cauza leziunilor cerebrale nu sunt ca niște copii. Utilizarea limbajului implică mai multe tipuri de cunoștințe și abilități. Persoanele cu afazie au diferite combinații de lucruri pe care încă le pot face într-un mod asemănător cu cel al adulților și lucruri pe care acum le fac cu stângăcie sau nu le fac deloc. De fapt, putem observa diferite modele de profiluri ale abilităților lingvistice cruțate și afectate la diferite persoane cu afazie.

Terapia poate ajuta persoanele afazice să își îmbunătățească sau să recupereze abilitățile pierdute și să utilizeze cât mai bine abilitățile rămase. Adulții care au suferit leziuni cerebrale și au devenit afazici se recuperează mai lent decât copiii care au suferit același tip de leziuni, dar continuă să se amelioreze lent de-a lungul deceniilor dacă beneficiază de o bună stimulare lingvistică și nu au accidente vasculare cerebrale suplimentare sau alte leziuni cerebrale. Pentru mai multe informații, consultați ASHA (http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm), National Aphasia Association (http://aphasia.org/), Aphasia Hope (http://www.aphasiahope.org/) sau Academy of Aphasia (http://www.academyofaphasia.org/ClinicalServices/)

Dislexia și bâlbâiala

Ce se întâmplă cu dislexia și cu copiii care au probleme în a învăța să vorbească, chiar dacă pot auzi normal? De ce au oamenii dificultăți de citire? Cercetările sugerează că dislexicii au probleme de procesare a sunetelor limbii și au dificultăți în a face legătura între cuvântul tipărit și sunete. În familiile cu dislexie și tulburări de dezvoltare a limbajului au fost descoperite diferențe genetice și diferențe cerebrale de origine genetică, iar cercetările din acest domeniu ne ajută să înțelegem cum acționează genele în stabilirea „cablajului” inițial al creierului nostru. Există dovezi solide că terapia adecvată bazată pe limbaj este eficientă pentru copiii cu tulburări de dezvoltare a cititului și a limbajului, inclusiv bâlbâiala. ASHA oferă informații utile despre aceste două tulburări: a se vedea http://www.asha.org/public/speech/disorders/lbld.htm.

Cum s-au schimbat ideile neurolingvistice

Multe idei consacrate despre neurolingvistică – în special, rolurile „zonelor tradiționale ale limbajului” (zona Broca, zona Wernicke) din emisfera stângă a creierului – au fost contestate și, în unele cazuri, răsturnate de dovezi recente. Probabil că cele mai importante descoperiri recente sunt: 1) faptul că rețele extinse care implică zone îndepărtate de ariile tradiționale ale limbajului sunt profund implicate în utilizarea limbajului, 2) faptul că ariile limbajului sunt, de asemenea, implicate în procesarea informațiilor non-lingvistice, cum ar fi unele aspecte ale muzicii http://www.youtube.com/watch?v=ZgKFeuzGEns, și 3) faptul că corelațiile dintre anumite zone ale creierului și anumite deficiențe de limbaj sunt mult mai slabe decât se credea. Aceste noi informații au devenit disponibile datorită îmbunătățirilor majore ale capacității noastre de a vedea ce se întâmplă în creier atunci când oamenii vorbesc sau ascultă, precum și datorită acumulării și analizei a mulți ani de date detaliate ale testelor de afazie.

Cum s-a schimbat cercetarea neurolingvistică

Pentru mai bine de o sută de ani, cercetarea în neurolingvistică a fost aproape complet dependentă de studiul înțelegerii și producerii limbajului de către persoanele cu afazie. Aceste studii privind capacitatea lor lingvistică erau completate de informații relativ rudimentare despre locul în care se aflau leziunile în creier. Neurologii au fost nevoiți să deducă aceste informații, așa cum erau ele, luând în considerare ce alte abilități au fost pierdute și pe baza informațiilor de la autopsie, care nu erau adesea disponibile. Câțiva pacienți care urmau să fie supuși unei intervenții chirurgicale pentru ameliorarea epilepsiei severe sau a tumorilor puteau fi studiați prin stimulare cerebrală directă, atunci când era necesar din punct de vedere medical pentru a ghida chirurgul departe de zonele esențiale pentru utilizarea limbajului de către pacient.

Studiile computerizate cu raze X de generație timpurie (tomografii computerizate, tomografii computerizate) și studiile radiografice ale fluxului sanguin cerebral (angiograme) au început să sporească studiile experimentale și observaționale ale afaziei în anii 1970, dar acestea ofereau informații foarte rudimentare despre locul în care era localizată partea deteriorată a creierului. Aceste prime tehnici de imagistică cerebrală puteau vedea doar ce părți ale creierului prezentau leziuni grave sau un flux sanguin restricționat. Ele nu puteau oferi informații despre activitatea reală care avea loc în creier, astfel încât nu puteau urmări ce se întâmpla în timpul procesării limbajului la vorbitorii normali sau afazici. Studiile efectuate în acea perioadă asupra vorbitorilor normali au urmărit mai ales care parte a creierului era cea mai implicată în procesarea limbajului scris sau vorbit, deoarece aceste informații puteau fi obținute din sarcini de laborator care implicau citirea sau ascultarea în condiții dificile, cum ar fi ascultarea a diferite tipuri de informații prezentate la cele două urechi în același timp (ascultare dihotomică).

Din anii 1990, a avut loc o schimbare enormă în domeniul neurolingvisticii. Cu ajutorul tehnologiei moderne, cercetătorii pot studia modul în care creierul vorbitorilor normali procesează limbajul, precum și modul în care un creier afectat procesează și compensează leziunile. Această nouă tehnologie ne permite să urmărim activitatea cerebrală care se desfășoară în timp ce oamenii citesc, ascultă și vorbesc și, de asemenea, să obținem o rezoluție spațială foarte fină a localizării zonelor deteriorate ale creierului. Rezoluția spațială fină provine din imagistica prin rezonanță magnetică (IRM), care oferă imagini rafinate care arată ce zone ale creierului sunt afectate; rezoluția tomografiei computerizate s-a îmbunătățit, de asemenea, foarte mult. Urmărirea activității continue a creierului se poate face în mai multe moduri. Pentru anumite scopuri, cea mai bună metodă este detectarea semnalelor electrice și magnetice pe care neuronii și le trimit unii altora cu ajutorul unor senzori din afara craniului (imagistica prin rezonanță magnetică funcțională, fMRI; electroencefalografia, EEG; magnetoencefalografia, MEG; și potențialele legate de evenimente, ERP). O altă metodă este observarea semnalului optic legat de evenimente, EROS; aceasta presupune detectarea schimbărilor rapide în modul în care țesutul neuronal împrăștie lumina infraroșie, care poate pătrunde în craniu și poate vedea aproximativ un centimetru în creier. O a treia familie de metode implică urmărirea modificărilor fluxului de sânge către diferite zone ale creierului prin observarea concentrațiilor de oxigen (BOLD) sau a modificărilor modului în care sângele absoarbe lumina în infraroșu apropiat (spectroscopie în infraroșu apropiat, NIRS). Activitatea creierului poate fi, de asemenea, modificată temporar prin stimulare magnetică transcraniană (stimulare din afara craniului, TMS), astfel încât cercetătorii pot observa efectele acestei stimulări asupra modului în care oamenii vorbesc, citesc și înțeleg limbajul. Tehnicile NIRS, EROS, ERP și EEG sunt lipsite de riscuri, astfel încât pot fi utilizate din punct de vedere etic pentru cercetări asupra vorbitorilor normali, precum și asupra persoanelor cu afazie care nu ar beneficia în mod deosebit de participarea la un studiu de cercetare. TMS pare, de asemenea, să fie sigură.

Este foarte complicat să ne dăm seama de detaliile modului în care informațiile din diferite părți ale creierului s-ar putea combina în timp real, astfel încât un alt tip de progres a venit din dezvoltarea unor modalități de a folosi computere pentru a simula părți din ceea ce creierul ar putea face în timpul vorbirii sau citirii.

Investigațiile despre ce anume pot și ce nu pot face persoanele cu afazie și alte tulburări de limbaj continuă, de asemenea, să contribuie la înțelegerea noastră a relațiilor dintre creier și limbaj. De exemplu, compararea modului în care persoanele cu afazie se descurcă la testele de sintaxă, combinată cu imagistica detaliată a creierului lor, a arătat că există diferențe individuale importante în părțile creierului implicate în utilizarea gramaticii. De asemenea, compararea persoanelor cu afazie între limbi arată că diferitele tipuri de afazie au simptome oarecum diferite în diferite limbi, în funcție de tipurile de oportunități de eroare pe care le oferă fiecare limbă. De exemplu, în limbile care au forme diferite pentru pronumele masculine și feminine sau pentru adjectivele masculine și feminine, persoanele cu afazie pot face erori de gen în vorbire, dar în limbile care nu au forme diferite pentru diferite genuri, această problemă specială nu poate apărea.

by: Lise Menn

Recunoștințe

Multe mulțumiri membrilor LSA Sheila E. Blumstein, David Caplan, Gary Dell, Nina Dronkers, și Matt Goldrick pentru feedback-ul și sugestiile foarte utile.

Sugestii de lectură (*) și referințe

Caplan, David, Gloria Waters, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy 2007. Un studiu al procesării sintactice în afazie I: Aspecte comportamentale (psiholingvistice). Brain and Language 101, 103-150.

Caplan, David, Gloria Waters, David Kennedy, Nathanial Alpert, Nikos Makris, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy. 2007. Un studiu al procesării sintactice în afazie II: Aspecte neurologice. Brain and Language 101, 151-177.

*Dehaene, Stanislaus. 2009. Citirea în creier. Viking Press.

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

*Goodglass, Harold. 1993. Înțelegerea afaziei. Academic Press.

Hickok, Greg. 2009. Neuroanatomia funcțională a limbajului. Physics of Life Reviews, 6, 121-143.

*Menn, Lise. 2011. Capitolul 2, How Brains Work, și Capitolul 6, Analyzing Aphasic Speech and Communication, în Psycholinguistics: Introduction and Applications. Editura Plural.

*Patel, Aniruddh D. 2008. Music, Language, and the Brain (Muzica, limbajul și creierul). Oxford University Press.

Ramus, Franck. 2006. Genele, creierul și cogniția: A roadmap for the cognitive scientist. 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

Modelarea limbajului afazic: http://langprod.cogsci.illinois.edu/cgi-bin/webfit.cgi