เครือข่ายภาษาและการพูด

ภาษาและการพูดได้รับการสนับสนุนโดยเครือข่ายเปลือกสมองที่กระจายตัว โดยส่วนใหญ่อยู่ในสมองซีกซ้ายในคนส่วนใหญ่ ประสาทวิทยาแบบดั้งเดิมระบุตำแหน่งการผลิตคำพูดไว้ที่บริเวณส่วนหน้า (บริเวณโบรคา) และความเข้าใจไว้ที่บริเวณขมับ (บริเวณเวอร์นิเก) ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยทางเดินของเนื้อเยื่อสีขาว คำอธิบายสมัยใหม่บรรยายถึงกระบวนการประมวลผลแบบขนานบางส่วนที่เชื่อมโยงเสียงเข้ากับความหมายและการออกเสียง โดยรวมบริเวณส่วนหน้า ขมับ และข้างขม่อมเข้าด้วยกัน

Definition

เครือข่ายภาษาและการพูดคือระบบเปลือกสมองที่กระจายตัวและส่วนใหญ่เป็นซีกซ้าย ซึ่งสนับสนุนการรับรู้ ความเข้าใจ และการผลิตภาษาพูด จัดระเบียบเป็นเส้นทางที่เชื่อมโยงการแสดงแทนเสียงของคำพูดเข้ากับความหมายและการออกเสียง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการจัดระเบียบทางระบบประสาทของภาษาและการพูดในฐานะเอกสารอ้างอิงในประสาทวิทยาการรู้คิด โดยนำเสนอโครงสร้างโบรคา-เวอร์นิเกแบบดั้งเดิมและการปรับปรุงสมัยใหม่ให้เป็นแบบจำลองกระแสคู่และเครือข่าย กลุ่มอาการอะเฟเซียที่สำคัญ และคำถามว่าภาษาเกี่ยวข้องกับระบบการรู้คิดอื่นๆ อย่างไร อธิบายกลไกและหลักฐาน และไม่ใช่แนวทางทางคลินิก

Core questions

• การรับรู้ ความเข้าใจ และการผลิตคำพูดมีการจัดระเบียบอย่างไรในเปลือกสมองส่วนหน้า ขมับ และข้างขม่อม?
• แบบจำลองโบรคา-เวอร์นิเกแบบดั้งเดิมอธิบายภาวะอะเฟเซียได้ดีเพียงใด และมีการปรับปรุงอย่างไร?
• ระบบสมองสำหรับภาษามีความเชี่ยวชาญเฉพาะสำหรับภาษามากน้อยเพียงใด เมื่อเทียบกับการใช้ร่วมกับหน้าที่การรู้คิดอื่นๆ?

Key concepts

• บริเวณโบรคาและการผลิตคำพูด
• บริเวณเวอร์นิเกและความเข้าใจ
• Arcuate fasciculus
• การครอบงำภาษาของสมองซีกซ้าย
• กระแสการประมวลผลด้านหลังและด้านหน้า
• กลุ่มอาการอะเฟเซีย
• เครือข่ายภาษาที่กระจายตัว
• สัทวิทยา วากยสัมพันธ์ และอรรถศาสตร์

Key theories

แบบจำลองกระแสคู่ของการประมวลผลคำพูด

คำพูดถูกประมวลผลตามเส้นทางคู่ขนานบางส่วนสองเส้นทาง: กระแสท้องที่เชื่อมโยงเสียงเข้ากับความหมาย และกระแสหลังที่เชื่อมโยงเสียงเข้ากับการแสดงแทนการออกเสียง; สิ่งนี้เป็นการปรับปรุงภาพโบรคา-เวอร์นิเกแบบเส้นทางเดียวและอธิบายการกระจายตัวของความบกพร่องได้ดีขึ้น

แบบจำลองการเชื่อมโยงแบบดั้งเดิม (Wernicke-Geschwind)

กรอบแนวคิดที่มีอิทธิพลในช่วงกลางศตวรรษที่ยี่สิบที่ระบุตำแหน่งความเข้าใจในเปลือกสมองส่วนขมับด้านหลังและการผลิตในเปลือกสมองส่วนหน้าด้านล่าง ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วย arcuate fasciculus และอธิบายกลุ่มอาการอะเฟเซียโดยตำแหน่งของความเสียหาย; ยังคงเป็นแผนการสอนที่มีประโยชน์แม้จะมีการปรับปรุงในภายหลัง

Mechanisms

เสียงพูดจะถูกวิเคราะห์ครั้งแรกในเปลือกสมองส่วนการได้ยินของกลีบขมับส่วนบน ในกรอบกระแสคู่ กระแสท้องที่ขยายไปถึงบริเวณขมับส่วนกลางและส่วนล่างจะเชื่อมโยงการแสดงแทนเหล่านี้เข้ากับความหมาย ในขณะที่กระแสหลังผ่านบริเวณข้างขม่อมและส่วนหน้าด้านหลังจะเชื่อมโยงเข้ากับการแสดงแทนการเคลื่อนไหวสำหรับการออกเสียงและสนับสนุนการรักษาคำพูดในหน่วยความจำใช้งาน (Hickok & Poeppel, 2007) เปลือกสมองส่วนหน้าด้านล่างมีส่วนช่วยในการผลิตและแง่มุมของการประมวลผลทางวากยสัมพันธ์ และระบบทั้งหมดถูกรวมเข้าด้วยกันโดยทางเดินของเนื้อเยื่อสีขาวระยะไกล เช่น arcuate fasciculus การวิเคราะห์เครือข่ายร่วมสมัยเน้นย้ำว่าภาษาอาศัยกิจกรรมที่ประสานกันในหลายภูมิภาคมากกว่าสองศูนย์ที่แยกจากกัน (Bullmore & Sporns, 2009)

Clinical relevance

ภาวะอะเฟเซียที่เกิดจากการบาดเจ็บของเปลือกสมองรอบร่องซิลเวียนด้านซ้าย ซึ่งโดยทั่วไปคือรูปแบบที่ไม่คล่องแคล่ว (ชนิดโบรคา) และคล่องแคล่ว (ชนิดเวอร์นิเก) ให้ข้อมูลว่าแพทย์ระบุตำแหน่งรอยโรคและเข้าใจความบกพร่องทางภาษาหลังภาวะหลอดเลือดสมองและในโรคทางระบบประสาทเสื่อมได้อย่างไร ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางการศึกษาเกี่ยวกับพื้นฐานทางระบบประสาทของภาษา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการจัดการภาวะอะเฟเซียในบุคคลใดบุคคลหนึ่ง

Evidence & guidelines

กรอบแนวคิดนี้อิงจากการสังเกตความบกพร่องของรอยโรคมากว่า 150 ปี เริ่มต้นด้วยกรณีของโบรคาและเวอร์นิเกในศตวรรษที่สิบเก้า เสริมด้วยการถ่ายภาพประสาทสมัยใหม่ การทำแผนที่ระหว่างการผ่าตัด และการตรวจสอบตัวอย่างทางประวัติศาสตร์อีกครั้ง (Dronkers et al., 2007) การทบทวนที่สังเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้สนับสนุนการเปลี่ยนจากการระบุตำแหน่งแบบดั้งเดิมไปสู่แบบจำลองกระแสคู่และเครือข่าย (Hickok & Poeppel, 2007)

History

ประสาทวิทยาของภาษาเริ่มต้นในปี 1861 เมื่อ Paul Broca เชื่อมโยงการสูญเสียการพูดที่คล่องแคล่วกับการบาดเจ็บในรอยนูนหน้าผากส่วนล่างซ้าย ตามมาด้วยคำอธิบายของ Carl Wernicke ในปี 1874 เกี่ยวกับความบกพร่องในการทำความเข้าใจหลังการบาดเจ็บที่ขมับส่วนหลัง Lichtheim และต่อมา Geschwind ได้จัดรูปแบบสิ่งเหล่านี้ให้เป็นแบบจำลองการเชื่อมโยงของศูนย์ภาษาที่เชื่อมต่อกันด้วยเส้นใย การถ่ายภาพประสาทเชิงหน้าที่ตั้งแต่ทศวรรษ 1990 พร้อมกับการถ่ายภาพตัวอย่างที่เก็บรักษาไว้ของ Broca อีกครั้ง (Dronkers et al., 2007) แสดงให้เห็นว่าภาพรวมมีการกระจายตัวมากกว่าแผนการแบบดั้งเดิม ซึ่งกระตุ้นให้เกิดแบบจำลองกระแสคู่และเครือข่าย

Debates

มีระบบสมองที่เชี่ยวชาญเฉพาะสำหรับภาษาหรือไม่?

มุมมองหนึ่งเชื่อว่าการคำนวณทางวากยสัมพันธ์หลักสะท้อนถึงความสามารถเฉพาะทางภาษา ในขณะที่คนอื่นๆ โต้แย้งว่าภาษาใช้ระบบทั่วไปสำหรับลำดับ หน่วยความจำ และการควบคุมซ้ำ; ระดับความเชี่ยวชาญเฉพาะทางภาษายังคงเป็นที่ถกเถียงกัน

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

บริเวณโบรคาและเวอร์นิเกคืออะไร?

บริเวณโบรคาคือบริเวณของกลีบหน้าผากส่วนล่างซ้ายที่เกี่ยวข้องกับการผลิตคำพูดและแง่มุมของไวยากรณ์ และบริเวณเวอร์นิเกคือบริเวณของกลีบขมับส่วนหลังซ้ายที่เกี่ยวข้องกับความเข้าใจภาษา การบาดเจ็บต่อบริเวณเหล่านี้ทำให้เกิดภาวะอะเฟเซียที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน แม้ว่างานวิจัยสมัยใหม่จะแสดงให้เห็นว่าภาษาขึ้นอยู่กับเครือข่ายที่กว้างขึ้น

ทำไมภาษาจึงมักถูกควบคุมโดยสมองซีกซ้าย?

ในคนส่วนใหญ่ สมองซีกซ้ายมีบทบาทเด่นในการใช้ภาษา ซึ่งเป็นความไม่สมมาตรที่เห็นได้จากผลกระทบของรอยโรคด้านซ้ายและได้รับการยืนยันจากการถ่ายภาพ เหตุผลสำหรับความไม่สมมาตรนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ และคนส่วนน้อย ซึ่งมักจะเป็นคนถนัดซ้าย แสดงให้เห็นการจัดระเบียบของสมองซีกขวาหรือทั้งสองซีก