О том, как язык и речь связаны с работой мозга, а также о работе психо- и нейролингвистов, рассказала Ольга Буйволова – научный сотрудник Центра языка и мозга, участник стратегического проекта НИУ ВШЭ «Устойчивый мозг».
Всем привет! Меня зовут Ольга Буйволова, я научный сотрудник Центра языка и мозга в Вышке. Я занимаюсь исследованиями нарушений речи после инсульта. Сегодня мы поговорим о мозге, и о том, как его работа связана с нашей речью.
Сначала мы немного поговорим об устройстве мозга. Первое, о чем нужно сказать, когда говоришь об устройстве нашего мозга – это о нейронах.
Нейроны – это основные клетки нервной системы. Они способны передавать информацию между различными частями мозга и телом, а также обрабатывать эту информацию. Нейроны обладают способностью к электрической и химической связи, что позволяет им обмениваться сигналами и создавать сложные сети связей. Кроме того, нейроны могут реагировать на опыт и обучение, что является основой пластичности мозга.
Благодаря этим свойствам нейроны играют ключевую роль в таких функциях, как мышление, память, восприятие, движение и эмоции.
Нейрон состоит из тела и отростков - аксона и дендритов. Аксон – длинный отросток, ответственный за передачу сигналов. Дендриты – короткие отростки, принимающие информацию от других нейронов. Тела нейронов и дендриты формируют серое вещество головного мозга, или кору, а аксоны составляют белое вещество. Разные регионы серого вещества и проводящие пути белого вещества отвечают за то, как мы говорим.
Изучение мозга и нейропластичность
Структурно-функциональный подход в нейронауке является одним из основных методов изучения мозга. Он предполагает, что мозг состоит из различных структур, каждая из которых выполняет определенные функции. Пластичность мозга – это способность мозга изменять свою структуру и функцию в ответ на внешние и внутренние факторы. Это означает, что наш мозг может адаптироваться к новым условиям, учиться и развиваться на протяжении всей жизни. Понимание структурно-функционального подхода и пластичности мозга помогает улучшить наши знания о работе мозга и создать более эффективные методы лечения неврологических заболеваний. Кроме того, это один из методов изучения функционирования языка в мозге.
Сначала стоит отметить, что язык и речь – не тождественные термины. В частности, когда в клинических исследованиях мы говорим о проблемах с речью, мы говорим скорее о проблемах иннервации речевого аппарата, то есть о проблемах артикуляции, смазанности речи. Когда мы говорим об афазии, мы имеем в виду нарушение именно языковой системы, то есть о проблемах более высокого уровня, которые могут затрагивать все лингвистические уровни (фонологии – уровня звуков, лексики, и семантики – уровня слов, синтаксиса – уровня предложений, дискурса – уровня текстов). Психо- и нейролингвисты изучают как раз в основном нарушения работы этой языковой системы.
Нам важно понять, как поражения мозга влияют на структуру языка. Изучая такие нарушения, мы можем сделать выводы о том, как функционирует речь в отсутствие таких нарушений.
Речь является одной из наиболее сложных и высокоорганизованных функций мозга. Она требует тесной связи между различными областями мозга. Вообще то, как мы понимаем и порождаем речь, – это довольно сложный процесс. Существует несколько моделей, описывающих то, как мы говорим.
Например, когда мы слышим слово, мы сначала должны выделить его среди других звуков, в том числе неречевых. Потом мы понимаем его звуковую форму, затем полученное слово сравнивается с другими словами из нашего лексикона, и мы понимаем, знаем ли мы это слово, далее ему присваивается какое-то конкретное значение – концепт. Когда мы говорим, процесс идет в обратном направлении: сначала для конкретного концепта определяется слово, потом присваивается набор звуков, который его формирует и дальше он уже оформляется в звучащее слово.
То же самое происходит и с предложениями, только система здесь более сложное, учитывается еще как слова связаны между собой лексически и синтаксически. И каждое звено этой цепи будет поддерживаться разными звеньями мозгового механизма.
Таким образом, то, как мы говорим, напрямую связано с работой мозга. Считается, что у правшей за речь отвечает левое полушарие, в то время как у левшей речь может ассоциироваться с работой правого полушария. В норме речь устроена у всех людей примерно одинаково. Чтобы понять, как речь устроена в мозге, используется клинико-патологический подход. Исследователи смотрят, как при разных органических, приобретенных поражениях мозга (при инсультах, опухолях, травмах и нейродегенеративных заболеваниях, например деменции, болезни Альцгеймера) может нарушаться речь. Эта связь обнаруживалась с давних времен.
Еще в древнем Египте в Папирусе Эдвина Смита упоминалось, что при травмах головы человек может потерять речь. В XIX веке Поль Брока обнаружил при обследовании пациента, что при поражении задней трети нижней лобной извилины доминантного полушария (например, левого полушария у правшей) наблюдаются сложности в порождении речи, человеку сложно говорить.
Позже Карл Вернике обнаружил, что область слуховой коры, часть верхней височной извилины, связана с проблемами в понимании речи. Эти ученые были локализационистами, то есть они считали, что конкретные зоны мозга связаны с каким-то определенным психологическим процессом. Позже этот подход подвергся критике, и ученые стали считать, что мозг – это неделимая структура, в которой удаление конкретных участков мозга могло либо не вызывать нарушений определенной функции, либо нарушать несколько функций сразу.
Современный подход к изучению организации функций в мозге говорит о том, что мозг – это сложная сеть, в которой есть фиксированные звенья – участки коры, и проводящие пути белого вещества, которые эти участки коры соединяют. Таким образом, разные функции могут полагаться на одни и те же зоны этой сети. При развитии заболеваний, например при росте опухоли мозга, функция может реорганизовываться и полагаться на другие звенья этой сложной сети.
Так, например, в ходе нейролингвистических исследований выявляется, как работа мозга связана с наличием тех или иных нарушений. Зная это, возможно подбирать задания для пациентов более осмысленно. Этот подход широко применяется во время нейрохирургических операций с пробуждением по удалению опухоли. Поэтому в настоящий момент нейролингвисты являются полноправными участниками таких операций. Это происходит таким образом: перед операцией пациенту делают МРТ, на основании чего определяется, с какими структурами серого и белого вещества у граничит опухоль.
Исходя из этих данных, на основе локализации опухоли, определяется индивидуальный набор заданий для каждого пациента. Во время операции человека выводят из наркоза и с помощью прямой электрической стимуляции «отключают» зоны мозга, располагающиеся рядом с опухолью. Во время стимуляции человек выполняет эти специально подобранные лингвистические задания. Если человек допускает в ходе этих заданий ошибки, значит эта зона важна для речи, и ее не следует удалять. Такая процедура позволяет сохранить пациенту речь.
Речевые нарушения исследуют не только лингвисты, ими занимаются практикующие специалисты – логопеды и нейропсихологи. Их задача - диагностировать речевые нарушения, подобрать эффективную программу реабилитации. Несмотря на то, что и лингвисты, и логопеды работают с речью и языком, зачастую связь между этими специалистами недостаточно крепкая. Так, психо- и нейролингвистические открытия зачастую не попадают в поле зрения логопедии. Тем не менее, сейчас мы активно ведем работу над тем, чтобы эту связь укрепить.
Сейчас у нас также есть возможность системно исследовать речь людей перенесших инсульт. Инсульт – это нарушение мозгового кровообращения, которое может возникнуть при закупорке или разрыве сосудов головного мозга. От афазии - системных нарушений языковой системы - страдает около 30% людей, перенесших инсульт. Задач нейролингвиста в ходе работы с такими пациентами достаточно много: мы разрабатываем диагностические инструменты с опорой на лингвистическую теорию, помогаем разработать программы реабилитации, а также применяем различные методы стимуляции мозга, чтобы усилить эффективность речевой терапии.
Считается, что, например, транскраниальная магнитная стимуляция – метод неинвазивной (то есть, без открытия черепной коробки) стимуляции короткими магнитными импульсами, может положительно влиять на восстановление речи. Интересно, что для того, чтобы восстановить работу левополушарных речевых зон, необходимо затормаживать работу аналогичных зон в правом полушарии. В ходе процессов нейропластичности эти зоны могут слишком активно забирать на себя часть функций левополушарных зон, и таким образом снижать их восстановительных потенциал.
Изучая связь мозга и того, как мы говорим, нейролингвисты не только вносят вклад в науку, но и помогают людям восстанавливаться после тяжелых заболеваний, таких как опухоли мозга и инсульты. Помимо того, что это имеет большое значение для общества, это еще и очень интересно: так мы узнаем больше о себе и об окружающем нас мире.
***
Проект LessON – это меньше, чем лекция (поэтому less), но с большей включенностью в суть (поэтому ON). Эксперты в разных областях (образование, маркетинг, психология, наука etc.) дают практические советы и полезные рекомендации в краткой форме. Если у вас есть вопросы к эксперту, оставляйте их в комментариях.
В подписке — дайджест статей и видеолекций, анонсы мероприятий, данные исследований. Обещаем, что будем бережно относиться к вашему времени и присылать материалы раз в месяц.
Спасибо за подписку!
Что-то пошло не так!
