Языковые и речевые сети

Язык и речь поддерживаются распределенными корковыми сетями, преимущественно в левом полушарии у большинства людей. Классическая неврология локализовала производство речи в лобной области (зона Брока), а понимание — в височной области (зона Вернике), соединенные путями белого вещества. Современные представления описывают частично параллельные потоки обработки, которые сопоставляют звук со значением и с артикуляцией, интегрируя лобные, височные и теменные области.

Definition

Языковые и речевые сети — это распределенные, преимущественно леволатерализованные корковые системы, которые поддерживают восприятие, понимание и продуцирование устной речи, организованные в пути, связывающие слуховые представления речи со значением и с артикуляцией.

Scope

Эта тема охватывает нейронную организацию языка и речи в качестве справочного материала в когнитивной нейробиологии. Она представляет классическую модель Брока-Вернике и ее современную ревизию в виде двухпотоковых и сетевых моделей, основные синдромы афазии и вопрос о том, как язык связан с другими когнитивными системами. Она объясняет механизмы и доказательства и не является клиническим руководством.

Core questions

• Как организованы восприятие, понимание и продуцирование речи в лобной, височной и теменной коре?
• Насколько хорошо классическая модель Брока-Вернике объясняет афазию и как она была пересмотрена?
• В какой степени мозговые системы для языка специализированы именно для языка, в отличие от того, что они используются совместно с другими когнитивными функциями?

Key concepts

• Зона Брока и продуцирование речи
• Зона Вернике и понимание
• Дугообразный пучок
• Доминирование левого полушария в языке
• Дорсальный и вентральный потоки обработки
• Синдромы афазии
• Распределенные языковые сети
• Фонология, синтаксис и семантика

Key theories

Двухпотоковая модель обработки речи

Речь обрабатывается по двум частично параллельным путям: вентральный поток сопоставляет звук со значением, а дорсальный поток сопоставляет звук с артикуляторными представлениями; это пересматривает одномаршрутную картину Брока-Вернике и лучше объясняет распределение дефицитов.

Классическая коннекционистская (Вернике-Гешвинда) модель

Влиятельная модель середины двадцатого века локализовала понимание в задней височной коре, а продуцирование — в нижней лобной коре, соединенные дугообразным пучком, и объясняла синдромы афазии по месту повреждения; она остается полезной схемой обучения, несмотря на последующие пересмотры.

Mechanisms

Речевые звуки сначала анализируются в слуховой коре верхней височной доли. В рамках двухпотоковой модели вентральный поток, простирающийся в средние и нижние височные области, сопоставляет эти представления со значением, в то время как дорсальный поток через теменные и задние лобные области сопоставляет их с моторными представлениями для артикуляции и поддерживает поддержание речи в рабочей памяти (Hickok & Poeppel, 2007). Нижняя лобная кора вносит вклад в продуцирование и аспекты синтаксической обработки, и вся система интегрируется длинными путями белого вещества, такими как дугообразный пучок. Современные сетевые анализы подчеркивают, что язык опирается на скоординированную активность многих областей, а не на два изолированных центра (Bullmore & Sporns, 2009).

Clinical relevance

Афазии, возникающие после повреждения левой перисильвиевой коры, классически неплавные (типа Брока) и плавные (типа Вернике), дают клиницистам информацию о том, как локализовать поражения и понимать нарушения речи после инсульта и при нейродегенеративных заболеваниях. Эта статья является образовательным справочником по нейронным основам языка и не является основанием для диагностики или лечения афазии у какого-либо конкретного человека.

Evidence & guidelines

Эта концепция основана на более чем 150-летних наблюдениях за связью поражений и дефицитов, начиная со случаев Брока и Вернике в девятнадцатом веке, дополненных современной нейровизуализацией, интраоперационным картированием и повторным исследованием исторических образцов (Dronkers et al., 2007). Обзоры, синтезирующие эти данные, подтверждают переход от классической локализации к двухпотоковым и сетевым моделям (Hickok & Poeppel, 2007).

History

Неврология языка началась в 1861 году, когда Поль Брока связал потерю плавной речи с повреждением левой нижней лобной извилины, за чем последовало описание Карлом Вернике в 1874 году дефицита понимания после повреждения задней височной области. Лихтхейм, а затем Гешвинд формализовали эти данные в коннекционистскую модель языковых центров, соединенных волоконными трактами. Функциональная нейровизуализация с 1990-х годов, наряду с повторной визуализацией сохранившихся образцов Брока (Dronkers et al., 2007), показала, что картина является более распределенной, чем классическая схема, что послужило стимулом для создания двухпотоковых и сетевых моделей.

Debates

Существует ли мозговая система, специализированная исключительно для языка?

Одна точка зрения утверждает, что основные синтаксические вычисления отражают языкоспецифическую способность, в то время как другие утверждают, что язык повторно использует общие для домена системы для последовательности, памяти и контроля; степень языкоспецифической специализации остается предметом дебатов.

Key figures

• Paul Broca
• Carl Wernicke
• Norman Geschwind
• Gregory Hickok
• David Poeppel

Seminal works

• hickok-poeppel-2007
• geschwind-1970
• hauser-2002

Frequently asked questions

Что такое зоны Брока и Вернике?

Зона Брока — это область левой нижней лобной доли, связанная с продуцированием речи и аспектами грамматики, а зона Вернике — это область левой задней височной доли, связанная с пониманием языка. Повреждение этих зон вызывает характерно различные афазии, хотя современные исследования показывают, что язык зависит от более широкой сети.

Почему язык обычно контролируется левым полушарием?

У большинства людей левое полушарие доминирует в языке, эта латерализация очевидна из последствий левосторонних поражений и подтверждена визуализацией. Причины этой асимметрии не до конца понятны, и у меньшинства людей, чаще левшей, наблюдается правополушарная или двусторонняя организация.