за что ответственна область мозга называемая область вернике
За что ответственна область мозга называемая область вернике
а) Функции теменно-затылочновисочной коры недоминирующего полушария. При разрушении области Вернике доминирующего полушария человек в норме теряет почти все интеллектуальные функции, связанные с языком или с вербальными символами, например способность читать, выполнять математические операции и даже логически мыслить. Многие другие типы интерпретирующих способностей сохраняются, отдельные из них используют височную долю и регионы угловой извилины противоположного полушария.
Карта специфических функциональных областей, на которой особо выделены области Вернике и Брока, ответственные за понимание и воспроизведение речи; у 95% людей они локализуются в левом полушарии
Психологические исследования больных с поражением недоминирующего полушария позволили предположить, что это полушарие может быть особенно важным для понимания и интерпретации музыки, невербальных зрительных впечатлений (особенно зрительных образов), пространственных отношений между человеком и его окружением, смысловым значением «языка тела» и интонаций человеческого голоса и, вероятно, многих соматических ощущений, связанных с использованием конечностей и кистей рук. Таким образом, хотя доминирующее полушарие отвечает преимущественно за интеллектуальные функции, основанные на языке, недоминирующее полушарие может быть истинно доминирующим для некоторых других типов интеллекта.
б) Высшие интеллектуальные функции префронтальных ассоциативных областей. В течение многих лет полагали, что именно префронтальная кора является местом «высшего интеллекта» у человека, поскольку главное различие между головным мозгом обезьян и людей состоит в значительном разрастании префронтальных областей. И все же попытки доказать, что префронтальная кора более важна для высших интеллектуальных функций, чем другие части мозга, были безуспешными. Действительно, разрушение области понимания языка в задней части верхней височной области (области Вернике) и прилежащего региона угловой извилины в доминирующем полушарии гораздо сильнее поражает интеллект, чем разрушение префронтальных областей. Однако префронтальные области имеют свои собственные, хотя и менее определенные, но важные интеллектуальные функции.
Лучше всего эти функции можно понять при рассмотрении нарушений, проявляющихся у людей с функционирующими префронтальными областями.
Локализация главных ассоциативных областей мозга, а также первичных и вторичных сенсорных областей
Несколько десятилетий назад до появления современных лекарственных средств для лечения психических состояний было обнаружено, что у некоторых больных можно добиться значительного облегчения тяжелой психической депрессии путем разрушения нервных связей между префронтальными областями мозга и остальным мозгом, т.е. путем операции, называемой префронтальной лоботомией. Это осуществлялось путем введения прямого тонкого длинного ножа через небольшое отверстие в латеральной части лобной кости с каждой стороны головы и рассечения мозга у заднего края префронтальных лобных долей сверху вниз до основания. Последующее исследование этих больных выявило следующие психические изменения.
1. Больные теряли способность решать сложные проблемы.
2. Для них становилось невозможным выполнять последовательные действия для достижения сложных целей.
3. Они больше не могли научиться выполнять одновременно несколько параллельных задач.
4. Их уровень агрессивности снижался, иногда заметно, и в целом они теряли амбиции.
5. Их социальное поведение обычно становилось не адекватным ситуации, в том числе они часто теряли моральные принципы и были несдержанны в отношении секса и физиологических отправлений.
6. Больные могли говорить и понимать речь, но теряли способность доводить до конца длинную цепь размышлений, а их настроение характеризовалось быстрыми переходами от безмятежности к гневу, возбуждению, ярости. 7. Больные обычно могли выполнять основную часть двигательных навыков, которыми овладели в течение жизни, но часто осуществляли их бесцельно.
Давайте попробуем систематизировать всю эту информацию с целью получения ясного представления о функции префронтальных ассоциативных областей.
Видео операция лоботомия: история, показания, последствия
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
За что ответственна область мозга называемая область вернике
Согласно классическим представлениям, определенные языковые функции соотносятся с отдельными участками коры, при этом восприятие и воспроизводство речи представляют собой два разных акта. Эту концепцию и в настоящее время удобноприменять в условиях клиники; в честь ученых, которые впервые начали заниматься клиническим изучением языка, ее называют моделью Вернике-Лихтгейма-Гешвинда.
Несмотря на то, что и в настоящее время мы используем в своей работе некоторые компоненты этой модели, к настоящему времени стало понятно, что в основе человеческого языка лежат различные области коры головного мозга (а также подкорковые структуры). Восприятие и воспроизведение речи динамично связаны друг с другом, поэтому, по всей видимости, активность конкретной нейронной цепи определяет то, что происходит в настоящий момент (восприятие или воспроизведение).
а) Центр Брока. В 1861 г. французский патологоанатом Пьер Брока определил, что за «моторный» компонент речи отвечает нижняя лобная извилина левого полушария. Основная часть центра Брока расположена в покрышечной и треугольной частях нижней лобной извилины, которые соответствуют полям Бродмана 44 и 45. (Расположенные рядом поле Бродмана 47 и вентральная часть поля 6 также участвуют в реализации языковых функций.)
При повреждении центра Брока у больного развивается нарушение речи по типу экспрессивной афазии, однако (как будет понятно позднее) все нарушения языковой функции можно назвать экспрессивными. В настоящее время известно, что в пределах центра Брока имеются отдельные функциональные области. Одни из них (и их нейронные связи) отвечают за фонологию (организация и использование звуков в естественных языках), другие — за синтаксис (составление полноценных предложений из отдельных слов и фраз), третьи — за семантику (понимание смысла слов, фраз, предложений и даже более крупных единиц).
Помимо этого, центр Брока и его связи отвечают не только за язык, но и за другие когнитивные функции, например восприятие музыки или внимание. При некоторых условиях внимание человека к определенным компонентам речи увеличивается, при других (например, разговор на шумной вечеринке), напротив, снижается. Благодаря центру Брока человек также может усиливать акцент на определенных компонентах своей речи, делая ее более понятной собеседнику.
Центр Брока отдает волокна к участкам моторной коры, отвечающим за движения языка и мимической мускулатуры. Нейроны центра Брока также регулируют и фокусируют внимание, отвечают за речевое взаимодействие с собеседником (ожидание своей очереди в диалоге, выбор соответствующего тона и манеры речи). Для реализации последней функции центр Брока имеет связи с дорсолатеральной префронтальной (предлобной) корой, передней поясной извилиной, теменной корой. Для того чтобы получить доступ к определенным воспоминаниям (знания) с их фонологическими, синтаксическими и семантическими особенностями, необходимо также взаимодействие с височной и нижней теменной корой.
Учитывая тот факт, что центр Брока выполняет такие различные функции, иногда его называют областью Брока. Наличие у нее различных функциональных ролей, видимо, анатомически обусловлено ее разделением на отдельные части в переднезаднем и дорсовентральном направлениях.
Языковые области Брока и Вернике, дугообразный пучок.
б) Область Вернике. В конце XIX в. немецкий невролог Карл Вернике внес значительный вклад в понимание языковых процессов мозга. Он назвал заднюю часть поля 22 по Бродману в верхней височной извилине «чувствительной областью», которая отвечает за восприятие устной речи. У взрослых повреждения области Вернике приводят к развитию рецептивной афазии.
Верхнюю поверхность области Вернике называют височной площадкой (planum temporale), она расположена в верхней височной извилине, сразу за первичной слуховой корой (извилиной Гешля). Височная площадка отвечает за идентификацию и различение звуков речи в пространстве и времени (фонем; минимальная смыслоразличительная единица языка). Она также участвует в отборе слуховых сигналов, поступающих от левого или правого уха, а ее активность может меняться в зависимости от уровня слухового внимания (на его уровень может влиять и сама височная площадка). (У 65% правшей объем левой слуховой площадки больше, чем правой, однако эта разница не соотносится с тем, что у правшей более чем в 90% случаев за речь отвечает левое полушарие.)
Нарушения развития височной площадки часто встречают при шизофрении, что может играть определенную роль в возникновении слуховых галлюцинаций.
Область Вернике связана с областью Брока посредством ассоциативных волокон дугообразного пучка, который огибает задний конец латеральной борозды в составе подлежащего белого вещества. Методом магнитно-резонансной томографии (МРТ) у человека были также обнаружены дополнительные связи языковых областей с участками коры лобной, височной, теменной и затылочной долей (благодаря методам трассировки можно подозревать о существовании таких путей и у обезьян). Они идут в составе крючковидного пучка, верхнего и нижнего продольного пучков и крайней капсулы.
Существование этих многочисленных связей привело к созданию концепции вентрального и дорсального языковых путей (аналогичных путям обработки зрительной информации). Дорсальный путь отвечает за связь слуха с двигательными функциями, а также за восприятие синтаксически сложных фраз; височная кора связана с зоной Брока (поле 44 по Бродману) и премоторной корой. Вентральный путь отвечает за понимание смысла звуковых сигналов и построение синтаксически сложных фраз; нижние участки лобной коры связаны с затылочной корой, а передние вентральные нижние участки лобной коры — с височной долей.
(А) Повреждение, затрагивающее область Брока.
(Б) Повреждение, затрагивающее область Вернике.
(В) Объем повреждения при кондуктивной афазии.
(Г) Объем повреждения при тотальной афазии.
в) Угловая извилина. Угловую извилину (поле 39) относят к области нижней теменной дольки. Левая угловая извилина получает проекции от нижней части поля 19 (языковая извилина), а отдает волокна к височной площадке. Часто угловую извилину рассматривают как часть области Вернике.
г) Роль правого полушария. Во время обычного разговора усиливается кровоток в верхних отделах височной коры и правого, и левого полушарий. Они отвечают за восприятие и понимание речи на лексическом уровне (словарный состав языка, или вокабуляр). Предполагают также, что правое полушарие может отвечать за мелодические аспекты речи, ее ритм, смысловые ударения и другие нюансы, которые обобщенно называют интонацией (просодия); интонация необходима для передачи эмоциональной и неэмоциональной информации. Нарушения этой сферы языка называют апросодиями; апросодии предложено классифицировать так же, как классифицируют афазии.
Под аффективной просодией понимают эмоциональную окраску речи (например, злоба, радость). Неаффективная просодия передает намерение или отражает цель высказывания (вопрос или утверждение). Апросодией называют состояние, при котором человек не способен понимать или использовать аффективные и неэффективные компоненты языка. Несмотря на то, что чаще всего апросодию встречают при повреждении коры правого полушария, она также может развиваться при повреждении левого полушария или подкорковых структур.
Восстановление речи, если оно вообще происходит, зависит от возраста пациента, а у взрослых пациентов — от степени повреждения. Имеются единичные сообщения о восстановлении почти нормальной речи у праворуких детей 7 лет или младше, которым по поводу тяжелой эпилепсии было произведено удаление левого полушария. Единственным объяснением таких феноменов служит лишь то, что языковые функции, в том числе речь, к моменту операции еще не были локализованы в конкретном полушарии. С помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) удалось обнаружить, что у некоторых взрослых пациентов с поврежденным в результате инсульта левым полушарием повышается активность определенных участков правого полушария, которые начинают выступать в качестве аналогов областей Вернике и Брока.
Однако значительное восстановление языковых функций возможно лишь в том случае, если левая височная площадка, которая через мозолистое тело передает нервные импульсы к правому полушарию, осталась относительно интактной.
Латеральная борозда раскрыта, показана верхняя поверхность височных долей.
д) Восприятие устной речи. На рисунке ниже показано изменение регионарного кровотока, регистрируемое при помощи ПЭТ, во время прослушивания слов («активное восприятие») и случайных последовательностей тонов («пассивное восприятие»). Как и следовало ожидать, простые последовательности тонов активируют первичную слуховую кору (с обеих сторон). Область Вернике слева также становится активной, вероятно, для того, чтобы отсеять эту невербальную информацию и не передавать ее для дальнейшей обработки. Поле 9 лобной доли, предположительно, является частью вышележащей надзорной системы.
Считают, что процесс активного восприятия слов происходит за счет связей, идущих от височной коры к нижней лобной коре, и наоборот. Слушание «начинается» в первичной слуховой коре, когда впервые происходит распознавание слов, которые отличаются от псевдослов своими акустическими свойствами. Область Вернике и прилежащие участки коры отвечают за интерпретацию синтаксиса и семантики, а передние отделы верхней височной извилины по мере построения синтаксически верной фразы извлекают информацию из того, к какой части речи или к какой категории относят то или иное слово. Затем эти сведения «передаются на рассмотрение» в нижние отделы лобной коры (центр Брока), где определяются грамматические отношения между отдельными фразами.
Область Брока отдает проекции обратно к передним участкам верхних отделов височной доли и к задней части верхней височной извилины. Предполагают, что эти связи обеспечивают определенный «вертикальный» контроль за грамматикой и семантикой. В зависимости от содержания поступающей информации могут активироваться и другие участки теменной или височной коры. Если для восприятия информации требуется концентрация внимания, происходит активация дорсолатеральной префронтальной коры (ДЛПФК) и передней поясной извилины. При восприятии звука собственного голоса становятся активными участки височной доли, отмеченные ранее.
Это необходимо для проведения мета-анализа (анализа post hoc) собственной речи, который позволяет нам отдавать себе отчет об оговорках и ошибках. У больных с так называемой афазией Вернике способность к мета-анализу речи отсутствует.
Несмотря на то, что мы до настоящего времени открываем для себя новые функции, которые выполняют различные участки коры больших полушарий, становится ясно, что современная нейробиология языка более не укладывается в рамки модели Вернике-Лихтгейма- Гешвинда.
Участки головного мозга, в которых усиливается кровоток при прослушивании (А) тонов и (Б) слов.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 23.11.2018
PsyAndNeuro.ru
Нейроанатомия речи: от Брока и Вернике к фонологии и семантике
В неврологический осмотр, необходимый для топической диагностики, традиционно входит оценка речи – отличный пример того, как практическая медицина (традиционно и не без успеха) опирается на упрощенные объяснения и временные гипотезы. Однозначные связи между функцией и анатомической областью – давно не актуальная концепция в нейронауке в целом. Но если в исследовании других неврологических функций локализационизм «работает», то к механизмам речи возникают вопросы не только у неврологов, но и у психиатров. Некоторые специалисты в области речи и языка категорично заявляют, что специфичных для речи областей в мозге нет, и речь «распределена», так же как «память» или «мышление». Помня об этом, попробуем обозначить некоторые тенденции в исследованиях нейроанатомии речи.
В настоящее время афазиология возлагает надежды на большие данные, в отличие от времен Брока и Вернике, когда научной общественности бывало достаточно и единственного клинического случая. Но такие крупные исследования технически сложны, а при проведении мета-анализов сохраняется проблема разных условий в каждом исследовании, что позволяет сопоставлять результаты лишь с определенными ограничениями. Кроме того, точность воксельного картирования зависит от возможностей используемой методики – например, магнитно-резонансной томографии. На данный момент общепринятая единица такого картирования – 1х1х1 мм или 3х3х3 мм, то есть, с одной стороны, локализационизм уже не рассуждает в терминах борозд и извилин, но с другой – это все еще большая группа нейронов, которые случайным образом попадают в один воксель. Что означает этот кубический миллиметр с учетом индивидуальных различий и изменений нашего мозга на протяжении жизни?
2. Перевод с языка лингвистики [1]
Речь пока недоступна исследованию в более сложных (и более интересных с точки зрения психиатрии) аспектах. Здесь нам недостает понимания, как отделить ее от прочих функций, и возможно ли это вообще, если она целиком пронизывает наш опыт. Вспоминается метафора Терренса Дикона, который писал, что речь колонизирует наш мозг, как паразит. При попытке оценить более простые функции мы сталкиваемся с другой проблемой: лингвистические термины, в которых описан язык, трудно перевести на язык биологических функций.
Например, на приведенной схеме по горизонтали перечислены аспекты, которые искусственно выделяют в речевой функции исследователи, а по вертикали – конкретные задания (или состояния дефицита в определенной сфере), которые позволяют исследовать эти аспекты. Предъявляя задания, авторы попытались учесть, что ни одно из них не позволяет исследовать какую-либо функцию в отрыве от других. «Понятные» объяснения, какую функцию демонстрирует нам то или иное задание (или феномен расстройства речи), больше не считаются достаточно точными, и в современных исследованиях используется метод «исходящий из данных» (data-driven approach), то есть полученные результаты группируются на основе статистических корреляций уже пост-фактум. Те нейробиологические данные относительно механизмов речи, которые мы имеем, даже в самых простых случаях касаются комплексных феноменов. Это всегда «много функций – много областей» и никогда «одна функция – одна область». Таким образом, даже современные теории, давно отказавшиеся от таких терминов, как «зона Брока» и «зона Вернике», остаются достаточно размытыми «рабочими гипотезами».
3. Модель двойного потока [2]
Характерно, что современную модель корковой организации речевосприятия первоначально предложили, основываясь не на исследованиях самой речи. Эта схема была впервые рассмотрена в отношении зрительного восприятия, доказана в эксперименте на обезьянах с использованием нейростимуляции, и лишь затем «адаптирована» в нейролингвистике. Выявили два пути обработки зрительной информации, которые условно обозначили как «что» и «как»: один из них был предназначен для собственно распознавания предмета, а другой – для обращения к моторным программам, необходимым для взаимодействия с этим предметом. С этой точки зрения можно посмотреть и на восприятие звуков речи: известные нам из более ранних исследований области и проводящие пути можно представить как два потока информации с разным предназначением. Так называемый «вентральный поток» вовлекает верхние и средние отделы теменной доли, он вовлечен в распознавание звуков речи и их последующую смысловую обработку. «Дорсальный поток» объединяет задние отделы лобной доли, задние отделы височной доли и теменную часть островка – с его помощью осуществляется взаимосвязь между воспринимаемыми звуками и нашей собственной артикуляторной системой. Такой взгляд позволяет несколько систематизировать наши разрозненные знания: значительную часть областей мозга, причастность которых к речи удалось выявить, возможно объединить во вполне понятную систему. Вполне органично сюда вписывается и классическая модель Вернике-Лихтгейма-Гешвинда: тот самый аркуатный пучок, который соединяет «зону Брока» и «зону Вернике» – одна из основных составляющих дорсального потока.
Интересная особенность этой модели – различение процессов восприятия и осмысления речи, то есть предполагается, что они не обязательно взаимосвязаны или один из них предшествует другому. В мозге любой процесс может протекать совершенно не так, как мы разбиваем его на стадии, чтобы упростить понимание.
Еще одно отличие от традиционной модели – пересмотр ранее существовавшего понятия о межполушарной асимметрии. Нейровизуализационные исследования, в том числе на пациентах прошедших Вада-тест или операцию каллозотомии, показали, что полушария выполняют разные, но равно необходимые функции относительно восприятия и воспроизводства речи. Особенно это касается восприятия: было показано, что оба полушария по отдельности способны обеспечить достаточный уровень осмысления информации.
4. «Фонологические» и «семантические» зоны?
Для современного исследователя очевидно, что описывать патологию речи в терминах современного неврологического осмотра (понимает ли и может ли говорить) – слишком поверхностный подход, не позволяющий сделать и шага в выявлении нейрофизиологических механизмов. Описание по «лингвистическому принципу» (относится ли патология к фонологической или семантической сфере) является, по всей видимости, также достаточно поверхностным, хотя и более точным, чем раньше. Возможно, из-за технических ограничений, но исследования на сегодняшний день пока не выявили «этапности» в обработке информации (например, сначала звуки, потом – смысл). По всей видимости, обработка данных каждого «уровня» происходит одновременно, параллельно, но при этом данные разных «уровней» взаимодействуют между собой.
Тем не менее, именно в этой парадигме проводятся многие современные исследования.
Следующую схему предлагает Грегори Хикок, один из самых влиятельных исследователей в современной нейролингвистике [1]
На рисунке а) схематично изображена модель двойного потока с некоторыми функциональными и анатомическими дополнениями, а также отражена степень латерализации функций, о которых идет речь. В синий и розовый окрашены, соответственно, элементы дорсального и вентрального потока. Под b) — наглядное отражение вовлеченных областей левого и правого полушария, а также связей между ними.
-В зеленый окрашена дорсальная поверхность верхней височной извилины (STG), где предположительно происходит анализ спектральных и временных характеристик звуков речи.
–Желтым отмечена область вокруг верхней височной борозды (STS), которая задействована в процессах обработки информации на фонологическом уровне.
–Розовым выделены области, имеющие отношение к вентральному потоку; видим, что они представлены как в левом, так и в правом полушарии, хотя и не вполне равномерно. Среди этих областей, те, что находятся в задних отделах (задние отделы средней височной извилины, нижние отделы височных долей), предположительно связаны с обработкой информации на лексическом уровне. Области, расположенные в передних отделах, возможно, имеют отношение к более сложным уровням организации лексического материала — например, синтаксическому.
–Синим обозначены элементы дорсального потока, который, по имеющимся данным, действительно строго латерализован. Задние отделы дорсального потока представлены областью Spt — небольшим участком на границе височной и теменной долей, в сильвиевой борозде. Предполагается, что он играет ключевую роль в сенсомоторной интеграции. Передние отделы во многом совпадают с традиционно обозначаемой «зоной Брока» и являются непосредственным центром артикуляции.
Несколько иначе выглядят результаты посимптомного картирования с опорой на статистические методы в объединении зон со схожей функцией [2].
1) Относительно фонологических аспектов как восприятия, так и воспроизведения речи получены данные, подтверждающие модель двойного потока. Области, связанные с распознаванием звуков речи — верхние отделы височной доли — традиционно относятся к вентральному потоку, они обозначены светло-зеленым. Зоны, вовлеченные в воспроизведение звуков речи, а именно нижние отделы теменной и лобной доли, считаются частью дорсального потока — они обозначены темно-зеленым. Как при выполнении любых моторных программ, между сенсорным и моторным отделами существует обратная связь — в этом исследовании было показано, что она осуществляется за счет активности областей, окружающих верхнюю височную борозду, куда входят извилина Гешля и височная площадка (в составе последней находится область Spt).
2) Современный взгляд на семантическую составляющую речи предполагает, что концептуальное знание об объектах и значении слов не сконцентрировано в некой отдельной области. Память о визуальных и звуковых характеристиках объекта, связанных с ним эмоциях, возможных моторных программах (в том числе, возможно, программах артикуляции) распределена по зонам соответствующих модальностей. Но слово способно найти путь ко всем этим разрозненным данным в один момент, стоит нам услышать соответствующее слово — как же вентральный поток находит этот путь? Существует гипотеза, что, хотя не существует зон, где «хранилась» бы память обо всех характеристиках сразу, существуют зоны «интеграции», которые в иностранной литературе называют «узловыми» (hubs) — и они имеют непосредственное отношение к семантической составляющей речи. Анатомически они представлены передними отделами и полюсом височной доли (сюда входят средние и передние отделы верхней и средней височной извилин) — Хикок полагает, что эти области задействованы в анализе более сложных речевых структур, например, предложений и текстов. Но «исходящий из данных» метод вообще не выделил такой составляющей речи, как синтаксический анализ – области мозга, где хранились бы грамматические правила (и на которую, по всей видимости, рассчитывал Ноам Хомский) статистика не обнаружила. Также она не обнаружила «ментального лексикона» – локализованного где-либо в мозге «словарного запаса». Области, отнесенные к семантической подсистеме, выделены на рисунке желтым цветом.
3) Еще одная подсистема, выделенная в ходе анализа касается вербальной беглости (fluency) — способности воспроизводить быстро воспроизводить связную речь. С точки зрения нейрофизиологии к этой подсистеме были отнесены составление моторных программ для артикуляционных движений, рабочая память, а способность видоизменять лексические единицы к грамматическим правилам — в таком виде сохранилась «синтаксическая» составляющая нейрофизиологии языка. В исследовании нарушения в этой системы были соотнесены с повреждениями островка, нижних лобны и прецентральных отделов, а также дорсолатеральной префронтальной коры — на рисунке они показаны красным.
4) В последнюю подсистему вошли так называемые исполнительные функции (executive functions) — неспецифичные, однако необходимые для реализации речевой функции: когнитивные функции, планирование и контроль действий, внимание. На схеме они не отражены, так как наравне с речевой функцией в целом являются сложносоставными и мало исследованными с точки зрения анатомии функциями. В пример анатомической области, задействованной в этой подсистеме, можно вновь привести дорсолатеральную префронтальную кору.
Кроме описанных данных, в основном посвященных роли коры, в исследованиях нейроанатомии речи приобретают важность еще два направления: изучение проводящих путей и роли подкорковых структур — оба они заслуживают отдельного обсуждения.
Автор текста: Шишковская Т.И.