Hatszáz ezredmásodperc a gondolattól a beszédig

Amerikai kutatók jelentős áttörést értek el az agykutatásban. Sikerült bepillantást nyerniük az agyi nyelvfeldolgozásba és részletesebb képet kaptak az agykéreg egy különleges régiójának működéséről. Eredményeik a Science legújabb számában jelentek meg.

Elektródák egy epilepsziás beteg agyában

Egy francia orvos, Pierre Paul Broca 1865-ben fölfedezett egy régiót az agyban - ma ezt a részt Broca-területnek nevezzük -, amely jelentős szerepet tölt be az emberi nyelvhasználatban. Az agyterület működésének alaposabb megértéséhez azonban még sok évi kutatómunka kellett.

Az élő emberi agy vizsgálata rendkívül nehéz, közvetlenül nagyon ritkán lehetséges. Még a legjobb képalkotó eljárások, amilyen például a funkcionális MRI is csak homályos képet adnak a sokmillió idegsejt működéséről. Ezért a kutatók sokáig képtelenek voltak részletesen meghatározni, milyen mechanizmusok játszanak szerepet azokban a nyelvi folyamatokban, amelyek eredménye a nyelvtanilag helyes beszéd.

A San Diegó-i Kalifornia Egyetem orvostudományi és a Harvard Egyetem pszichológiai kara kutatóinak kivételes alkalmuk nyílt arra, hogy működés közben tanulmányozhassák a Broca-területet. Az epilepsziában szenvedő betegeket egyes esetekben műtéttel kezelik, agyuk egyes részeibe elektródákat ültetnek. Ez lehetővé teszi a sebészek számára, hogy eltávolítsák a görcsöket kiváltó területeket anélkül, hogy megsértenék a nyelvhasználathoz létfontosságú régiókat.

Elektródák röntgenképe egy epilepsziás beteg agyában

A kutatók engedélyt kaptak néhány epilepsziás betegtől, hogy a műtét előtt fölvegyék ezeknek az elektródáknak a jeleit, miközben a betegekkel nyelvi feladatokat oldattak meg. Ez az intrakraniális (koponyán belüli) elektrofiziológiának nevezett eljárás lehetővé tette a kutatók számára, hogy a nyelvvel kapcsolatos agyi aktivitást milliméteres és milliszekundumos (ezredmásodperces) pontossággal rögzítsék.

A betegeket a következő feladatok végrehajtására kérték. Először gondolniuk kellett egy szóra, majd attól függően, hogy igéről vagy főnévről volt szó, meg kellett változtatniuk az igeidőt, illetve többes számba kellett tenni a szót, végül némán ki kellett mondaniuk magukban a szót. Ez a három feladat megfelel a nyelv három alapelemének. A három feladat végrehajtása folyamán a kutatók figyelték a betegek agyának Broca-területén lezajlódó elektromos aktivitásból eredő tüskéket. Az elektromos tüskék megjelenése rendkívül rövid, kevesebb mint 600 milliszekundum időtartamra korlátozódott. Nagyjából ennyi idő szükséges tehát, hogy a gondolatot kimondott szavakká formáljuk.

Ned Sahin, a kutatócsoport vezetője szerint az eredmények segítenek árnyalni azt a gyakran tanított elképzelést is, mely szerint a Broca-terület kezeli a kifejező nyelvet (beszéd), és az agykéreg másik része, az úgynevezett Wernicke-terület dolgozza fel a befogadó nyelvet (olvasás és hallás). "Azt tapasztaltuk, hogy mind az olvasás, mind a beszéd és a nyelvtani feladatok végrehajtása is a Broca-területen zajlik. A kifejező/befogadó modell idejétmúlt, és most már világosabb, hogy a Broca-területnek többrétegű szerepe van mind a kifejező, mind a befogadó nyelvben" - mondta Sahin.

Forrás: Science / AAAS