Mạng lưới ngôn ngữ và lời nói

Ngôn ngữ và lời nói được hỗ trợ bởi các mạng lưới vỏ não phân tán, chủ yếu ở bán cầu não trái ở hầu hết mọi người. Thần kinh học cổ điển đã xác định vị trí sản xuất lời nói ở vùng trán (vùng Broca) và hiểu lời nói ở vùng thái dương (vùng Wernicke), được kết nối bởi các đường dẫn chất trắng. Các mô tả hiện đại mô tả các luồng xử lý song song một phần ánh xạ âm thanh thành ý nghĩa và thành cách phát âm, tích hợp các vùng trán, thái dương và đỉnh.

Definition

Mạng lưới ngôn ngữ và lời nói là các hệ thống vỏ não phân tán, chủ yếu được định vị ở bán cầu não trái, hỗ trợ việc tiếp nhận, hiểu và sản xuất ngôn ngữ nói, được tổ chức thành các đường dẫn liên kết các biểu diễn thính giác của lời nói với ý nghĩa và với cách phát âm.

Scope

Chủ đề này bao gồm tổ chức thần kinh của ngôn ngữ và lời nói như tài liệu tham khảo trong khoa học thần kinh nhận thức. Nó giới thiệu khung Broca-Wernicke cổ điển và sự sửa đổi hiện đại của nó thành các mô hình luồng kép và mạng lưới, các hội chứng mất ngôn ngữ chính, và câu hỏi về cách ngôn ngữ liên quan đến các hệ thống nhận thức khác. Nó giải thích các cơ chế và bằng chứng và không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Việc tiếp nhận, hiểu và sản xuất lời nói được tổ chức như thế nào trên vỏ não trán, thái dương và đỉnh?
• Mô hình Broca-Wernicke cổ điển giải thích chứng mất ngôn ngữ tốt đến mức nào, và nó đã được sửa đổi như thế nào?
• Các hệ thống não bộ dành cho ngôn ngữ chuyên biệt cho ngôn ngữ đến mức nào so với việc chia sẻ với các chức năng nhận thức khác?

Key concepts

• Vùng Broca và sản xuất lời nói
• Vùng Wernicke và khả năng hiểu
• Bó cung
• Sự ưu thế ngôn ngữ ở bán cầu não trái
• Các luồng xử lý lưng và bụng
• Các hội chứng mất ngôn ngữ
• Mạng lưới ngôn ngữ phân tán
• Âm vị học, cú pháp và ngữ nghĩa

Key theories

Mô hình luồng kép của xử lý lời nói

Lời nói được xử lý dọc theo hai đường dẫn song song một phần: một luồng bụng ánh xạ âm thanh thành ý nghĩa, và một luồng lưng ánh xạ âm thanh thành các biểu diễn phát âm; điều này sửa đổi bức tranh Broca-Wernicke một đường dẫn duy nhất và giải thích tốt hơn sự phân bố của các khiếm khuyết.

Mô hình kết nối cổ điển (Wernicke-Geschwind)

Một khuôn khổ có ảnh hưởng vào giữa thế kỷ XX đã định vị khả năng hiểu ở vỏ não thái dương sau và sản xuất ở vỏ não trán dưới, được nối bởi bó cung, và giải thích các hội chứng mất ngôn ngữ bằng vị trí tổn thương; nó vẫn là một sơ đồ giảng dạy hữu ích mặc dù đã được sửa đổi sau này.

Mechanisms

Âm thanh lời nói đầu tiên được phân tích ở vỏ não thính giác của thùy thái dương trên. Trong khuôn khổ luồng kép, một luồng bụng kéo dài vào các vùng thái dương giữa và dưới ánh xạ các biểu diễn này thành ý nghĩa, trong khi một luồng lưng đi qua các vùng đỉnh và trán sau ánh xạ chúng thành các biểu diễn vận động để phát âm và hỗ trợ duy trì lời nói trong trí nhớ làm việc (Hickok & Poeppel, 2007). Vỏ não trán dưới đóng góp vào việc sản xuất và các khía cạnh của xử lý cú pháp, và toàn bộ hệ thống được tích hợp bởi các đường dẫn chất trắng dài như bó cung. Các phân tích mạng lưới đương đại nhấn mạnh rằng ngôn ngữ dựa trên hoạt động phối hợp giữa nhiều vùng chứ không phải hai trung tâm biệt lập (Bullmore & Sporns, 2009).

Clinical relevance

Các chứng mất ngôn ngữ sau tổn thương vỏ não quanh rãnh Sylvius bên trái, theo kinh điển là các dạng không lưu loát (kiểu Broca) và lưu loát (kiểu Wernicke), cung cấp thông tin cho các bác sĩ lâm sàng về cách xác định vị trí tổn thương và hiểu suy giảm ngôn ngữ sau đột quỵ và trong bệnh thoái hóa thần kinh. Mục này là tài liệu tham khảo giáo dục về cơ sở thần kinh của ngôn ngữ và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc quản lý chứng mất ngôn ngữ ở bất kỳ cá nhân nào.

Evidence & guidelines

Khung này dựa trên hơn 150 năm quan sát tổn thương-khiếm khuyết, bắt đầu với các trường hợp của Broca và Wernicke vào thế kỷ XIX, được bổ sung bởi hình ảnh thần kinh hiện đại, lập bản đồ trong phẫu thuật và kiểm tra lại các mẫu vật lịch sử (Dronkers et al., 2007). Các đánh giá tổng hợp dữ liệu này hỗ trợ việc chuyển từ định vị cổ điển sang các mô hình luồng kép và mạng lưới (Hickok & Poeppel, 2007).

History

Thần kinh học về ngôn ngữ bắt đầu vào năm 1861 khi Paul Broca liên kết việc mất khả năng nói lưu loát với tổn thương ở hồi trán dưới bên trái, tiếp theo là mô tả của Carl Wernicke vào năm 1874 về sự thiếu hụt khả năng hiểu sau tổn thương thái dương sau. Lichtheim và sau đó là Geschwind đã chính thức hóa những điều này thành một mô hình kết nối các trung tâm ngôn ngữ được nối bởi các bó sợi. Hình ảnh thần kinh chức năng từ những năm 1990, cùng với việc tái hình ảnh các mẫu vật được bảo quản của Broca (Dronkers et al., 2007), cho thấy bức tranh phân tán hơn so với sơ đồ cổ điển, thúc đẩy các mô hình luồng kép và mạng lưới.

Debates

Có một hệ thống não bộ chuyên biệt duy nhất cho ngôn ngữ không?

Một quan điểm cho rằng tính toán cú pháp cốt lõi phản ánh một năng lực chuyên biệt cho ngôn ngữ, trong khi những người khác lập luận rằng ngôn ngữ tái sử dụng các hệ thống chung cho việc sắp xếp trình tự, trí nhớ và kiểm soát; mức độ chuyên biệt hóa ngôn ngữ vẫn còn đang được tranh luận.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Vùng Broca và Wernicke là gì?

Vùng Broca là một vùng của thùy trán dưới bên trái liên quan đến sản xuất lời nói và các khía cạnh ngữ pháp, và vùng Wernicke là một vùng của thùy thái dương sau bên trái liên quan đến khả năng hiểu ngôn ngữ. Tổn thương chúng tạo ra các chứng mất ngôn ngữ khác nhau đặc trưng, mặc dù các nghiên cứu hiện đại cho thấy ngôn ngữ phụ thuộc vào một mạng lưới rộng hơn.

Tại sao ngôn ngữ thường được kiểm soát bởi bán cầu não trái?

Ở hầu hết mọi người, bán cầu não trái chiếm ưu thế về ngôn ngữ, một sự phân vùng rõ ràng từ các tác động của tổn thương bên trái và được xác nhận bằng hình ảnh. Lý do cho sự bất đối xứng này chưa được hiểu đầy đủ, và một số ít người, thường là người thuận tay trái, cho thấy tổ chức ở bán cầu não phải hoặc cả hai bán cầu.