Понимание слуховых слов — это сложный когнитивный процесс, который требует участия нескольких областей мозга для преобразования исходных слуховых сигналов в значимые абстрактные концепции. Первым и самым основным аспектом понимания разговорной речи является слуховая обработка речевых звуков.
Однако для получения фонем, слогов, слов, синтаксиса, значения и контекста необходимы многие последующие шаги, включающие многоуровневые иерархические сети мозга.
В настоящее время наше понимание того, какие именно области мозга обрабатывают различные аспекты понимания устной речи, является неполным. Преобладающая теория заключается в том, что области неокортекса, прилегающие к слуховой коре, в первую очередь отвечают за понимание слов. Однако недавние исследования пациентов с первичной прогрессирующей афазией поставили под сомнение эту концепцию и предполагают, что левый височный полюс может играть центральную роль.
Чтобы разгадать эти противоречивые выводы, группа исследователей во главе с Леонардо Бонильей, М.D., Ph.D., доцент кафедры неврологии MUSC, в тесном сотрудничестве с Юлиусом Фридрикссоном, Ph.D., Профессор коммуникативных наук и расстройств в Школе общественного здравоохранения Арнольда Университета Южной Каролины (USC) и Лаборатории афазии USC разработали новую методологию исследования для выявления конкретных нервных структур, которые при повреждении в результате инсульта связаны с нарушением слухового восприятия. понимание.
«Нам нужно лучше определить, что происходит в мозгу, когда кто-то понимает речь, чтобы мы могли лучше помочь тем, кто страдает афазией, которые больше не могут этого делать», — объясняет Бонилья."Данные свидетельствуют о том, что области, связанные с пониманием речи, находятся в задней боковой височной доле и близки к тем, которые отвечают за слух.
Что нам нужно определить, так это то, как они связаны с другими областями мозга, которые обрабатывают все вторичные ассоциации, которые позволяют вам понимать и связывать значение со звуками, которые вы слышите."
Опираясь на свою недавнюю работу по оптимизации картирования коннектомов у людей с постинсультным поражением головного мозга, команда разработала исследование, сочетающее традиционное картирование симптомов поражения на основе вокселей (VLSM) с картированием симптомов коннектома-поражения (CLSM).
CLSM, новый метод картирования мозга, основанный на концепции коннектома человеческого мозга, обеспечивает трехмерную карту всех средне- и дальнодействующих связей белого вещества за пределами области, поврежденной инсультом.
«До CLSM мы в первую очередь смотрели на поражение, пораженное инсультом, — поясняет Бонилья. "Мы сосредоточились на том, чтобы понять, какие области мозга были потеряны, и сопоставили те, какие функции были потеряны. Но, конечно, функции мозга не зависят исключительно от одной области. Используя коннектом, мы можем увидеть влияние инсульта за пределы поражения и начать идентифицировать сети, которые повреждение отключило за пределами поражения.
Эти области могут показаться нормальными на МРТ после инсульта, но на самом деле они отключены и не получают сигналы, необходимые для работы."
Команда пришла к выводу, что оценка сетей белого вещества за пределами области коркового некроза может обеспечить более полную оценку повреждения мозга, остаточной целостности мозга и его влияния на обработку речи.
Они набрали 67 человек с хронической афазией, перенесших однократный ишемический инсульт как минимум за 6 месяцев до исследования. Каждого участника оценивали на понимание слов, степень афазии и афазии, а также на семантическую обработку. Магнитно-резонансная томография (МРТ) была проведена для облегчения VSLM и CSLM. Вычислительные шаги для измерения коннектома с помощью МРТ были разработаны в сотрудничестве с Крисом Рорденом, Ph.D., профессор нейровизуализации и заведующий кафедрой психологии USC.
VLSM и CLSM дополняют друг друга. «Оба инструмента предоставляют ценную информацию», — говорит Бонилья. "Коннектом сообщает нам об областях за пределами поражения, которые были тесно связаны с этой областью, и где снижение связи после инсульта влияет на определенную функцию. Но коннектом не подходит для осмотра участков внутри поражения, чтобы определить, какие функции там выполняются. Вот где более полезны методы на основе вокселей."
Результаты исследования подтвердили преобладающее мнение о том, что задние боковые и нижние части височной коры наиболее важны для понимания слов. Кроме того, эти области могут служить «центром», который объединяет слуховую и концептуальную информацию, необходимую для распознавания слов.
Результаты CLSM также объяснили, почему другие исследования предполагают, что височный полюс играет роль в понимании слов, показывая, что височный полюс функционально и структурно связан со средней височной извилиной. Авторы предполагают, что при непропорциональном воздействии на полюс косвенный эффект цепной реакции может привести к статистической ассоциации с плохим пониманием слов.
В этом исследовании дается более полное описание важнейших нейронных сетей, участвующих в понимании речи, которые могут способствовать улучшению адресности терапии для людей с нарушением слухового понимания речи.
Его результаты показывают, что височные полюса (в передней височной доле) являются частью более широкой сети, связанной с семантической интерпретацией. Однако, если исключить эффект распознавания объектов, только ядро этой сети (i.е., средние и нижние височные области) необходимо для понимания слов. В то время как левый височный полюс играет косвенную роль в понимании слов, передние височные области, скорее всего, играют центральную роль на дополнительных и более глубоких уровнях семантической обработки.
Результаты исследования также показывают, что височный полюс, вероятно, важен для распознавания объектов — важного раннего процесса сопоставления произнесенных слов с изображениями или объектами.