В человеческом мозге верхняя височная борозда ( ВВС ) – это борозда, отделяющая верхнюю височную извилину от средней височной извилины в височной доле мозга . Борозда (множественное число извилин) — это глубокая бороздка , которая изгибается в самую большую часть мозга, большой мозг , а извилина (множественное число извилин) — это гребень, который изгибается наружу от головного мозга . [1]
СТС расположена под латеральной щелью , которая разделяет височную долю , теменную долю и лобную долю . [1] СТС имеет асимметричную структуру между левым и правым полушарием: СТС длиннее в левом полушарии, но глубже в правом полушарии. [2] Эта асимметричная структурная организация между полушариями встречается только в STS человеческого мозга. [2]
Было показано, что STS вызывает сильную реакцию, когда испытуемые воспринимают стимулы в областях исследований, которые включают теорию разума , биологическое движение , лица, голоса и язык. [3] [4]
Верхняя височная борозда также активируется при слухе человеческих голосов. [5] Считается, что он является источником сенсорного кодирования, связанного с двигательной активностью через верхние теменно-височные области мозга, что следует из временного хода активации. Вывод о значимости обработки голоса можно сделать на основе данных, показывающих, что области СТС более активны, когда люди слушают голосовые звуки, а не невокальные звуки окружающей среды и соответствующие управляющие звуки, которые могут быть зашифрованы или модулированы голосами. [6] Эти экспериментальные результаты указывают на участие STS в областях распознавания речи и языка.
Большинство исследований показывают, что в фонологической обработке участвует средняя и задняя часть STS, при этом отмечается двусторонняя активация, хотя включающая небольшое смещение левого полушария из-за большей наблюдаемой активации. Однако роль передней STS в вентральном пути понимания и производства речи не исключена. [7] Доказательства участия средней части STS в фонологической обработке получены в исследованиях подавления повторений, в которых используется фМРТ для определения областей мозга, ответственных за вовлечение специализированных стимулов, путем привыкания мозга к стимулу и регистрации различий в стимуляции. ответ. Полученная модель показала ожидаемые результаты в средней части STS. [8]
Исследования с использованием фМРТ-анализа для измерения активации верхней височной борозды показали, что фонемы, слова, предложения и фонологические сигналы приводят к усилению активации по всей задне-передней оси височной доли. [2] Этот образец активации, который чаще всего происходит в левом полушарии, получил название вентрального потока восприятия речи. [7] Многие исследования последовательно указывают на то, что активация верхней височной борозды связана с интерпретацией фонологических сигналов. [2] Хотя настоящие исследования показывают, что левое полушарие верхней височной борозды и связанный с ним левый вентральный поток играют роль в фонологической обработке, правое полушарие верхней височной борозды связано с восприятием голоса и просодией речи. . [9]
Согласно модели аудиологического пути, предложенной Хикоком и Поппелем, после спектро-временного анализа, проведенного слуховой корой, STS отвечает за интерпретацию голосового ввода через фонологическую сеть. Это значение проявляется в активации региона в задачах восприятия и обработки речи, что обязательно предполагает доступ к фонологической информации и ее сохранение. Управляя взаимодействием фонологических данных, представленным предоставлением слов с высокой или низкой плотностью соседства (слова, связанные со многими или немногими другими словами), можно увидеть колебания активности области STS. Эта изменяющаяся активация связывает STS с фонологическим путем. [7]
Исследования показывают, что область Брока мозга активируется во время производства и обработки языка жестов. [10] Однако, хотя зона Брока играет значительную роль, существуют дополнительные области, такие как задняя верхняя височная извилина и левая нижняя теменная доля, которые также играют жизненно важную роль в обработке языка жестов. Таким образом, язык жестов задействует несколько областей мозга, а не только область Брока. [11]
Хотя зона Брока находится в лобной доле , она получает сообщение от верхней височной извилины , включая СТС. [10] Носители жестов — это люди, которые с рождения выучили и используют язык жестов , например американский язык жестов (ASL) , и/или используют его в качестве своего первого языка. [12] Они часто учатся языку жестов у своих родителей и продолжают использовать его на протяжении всей жизни. [12] Язык жестов активирует речевые области мозга, включая СТС. [13] Были исследования, которые показали активацию STS, когда глухие и слышащие носители языка жестов воспринимают язык жестов, что позволяет предположить, что STS связана с аспектом лингвистической обработки языка жестов. [14] [15] Также важно подчеркнуть важность верхней височной борозды в ее участии в различных частях слуховой и зрительной обработки. Верхняя височная борозда активируется во время восприятия языка жестов — потенциально это может быть связано с зрительно-пространственной и лингвистической обработкой. [16] [17]
Исследования также показывают, что активация среднего STS выше как у глухих, так и у слышащих жестов, которые овладели ASL раньше, чем у тех, кто приобрел его позже. [18]
Исследования показывают многочисленные возможности социальной обработки. [19] Исследования зафиксировали активацию STS в результате пяти конкретных социальных воздействий, и, таким образом, предполагается, что STS участвует в социальном восприятии. Он показал повышенную активацию, связанную с: теорией разума (истории ложных убеждений по сравнению с ложными физическими историями), голосами по сравнению со звуками окружающей среды, историями по сравнению с бессмысленной речью, движущимися лицами по сравнению с движущимися объектами и биологическим движением. [20] [3] Оно участвует в восприятии того, куда смотрят другие люди ( совместное внимание ), и важно для определения того, куда направляются эмоции других. [21]
Исследования нейровизуализации, изучающие теорию разума, также известную как способность приписывать психические состояния другим, выявили, что в его обработке участвует задняя верхняя височная борозда правого полушария. [2] Было обнаружено, что активация этой области в теории разума лучше всего предсказывается независимыми оценками других групп участников, или, более конкретно, тем, насколько каждый пункт в исследовании заставил их принять точку зрения главного героя. [22] Сообщения, отмеченные в других исследованиях, предполагают ряд несоответствий с локализацией теории обработки сознания, например, среднюю и переднюю части верхней височной борозды, обладающую повышенной активацией в ответ на задачи теории сознания. [3] Таким образом, необходимы дальнейшие исследования для уточнения точной функциональной роли верхней височной борозды в восприятии теории разума.
Недавнее исследование выявило область задней верхней височной борозды, которая преимущественно активируется при интерпретации выражений лица. [23] Аналогичным образом, другое исследование показало, что транскраниальная магнитная стимуляция нарушала нервную реакцию на лица, но не нервную реакцию на тела или объекты. [24] Паттерны активаций, обнаруженные в этом исследовании, позволяют предположить, что лицевая информация обрабатывается проекциями в правом полушарии из задней верхней височной борозды через переднюю верхнюю височную борозду и в миндалевидное тело. [24] Другое исследование показало, что функциональная связь в состоянии покоя между правой задней верхней височной бороздой, правой затылочной областью лица, ранней зрительной корой и двусторонней верхней височной бороздой положительно коррелирует со способностью каждого субъекта распознавать выражение лица. [25]
Многие исследования показали, что задняя верхняя височная борозда связана с кроссмодальным связыванием слуховых и зрительных стимулов. [2] Об активации этой задней части верхней височной борозды сообщалось при обнаружении аудиовизуальных несоответствий и при восприятии голоса. [2] Также было показано, что задняя верхняя височная борозда преимущественно активируется при чтении по губам. [26] Недавнее исследование показало, что область правой задней верхней височной борозды характеризуется более сильной реакцией на аудиовизуальные стимулы по сравнению с реакцией только на слуховые или зрительные стимулы. [27] Это исследование также выявило, что эта же область преимущественно активируется при обработке стимулов, связанных с людьми, таких как лица и голоса. [27] Другое исследование с помощью фМРТ показало, что нейронные представления аудиовизуальной интеграции, невербальные эмоциональные сигналы, чувствительность голоса и чувствительность лица локализованы в отдельных областях верхней височной борозды. [28] Аналогично, в этом исследовании также было отмечено, что область, наиболее чувствительная к голосу, расположена в туловищном отделе верхней височной борозды, область, наиболее чувствительная к мимике, расположена в задней терминальной восходящей ветви, а аудиовизуальная интеграция эмоциональных сигналов возникает в областях, которые перекрываются с областями распознавания лица и голоса в районе бифуркации верхней височной борозды. [28]
Было обнаружено, что верхняя височная борозда обладает уникальной чувствительностью к наблюдаемым проявлениям понимания движений, что позволяет предположить, что верхняя височная борозда активно участвует в распознавании движений и жестов, необходимых для нормальной обработки социальной информации у людей. [2] В исследованиях фМРТ, оценивающих интерпретацию точечного светового дисплея, который представляет движущуюся человеческую фигуру в виде набора точек, кластер значительной мозговой активности наблюдался в задней верхней височной борозде правого полушария у испытуемых, которые правильно идентифицировали биологическое движение отображается на точечном световом дисплее. [29] Кроме того, предполагается , что восприятие движения и интерпретация движения локализуются в разных областях верхней височной борозды, при этом восприятие движения обрабатывается в задней области верхней височной борозды, а понимание движения обрабатывается в более передней области. [29]
В исследованиях дисфункционального социального познания при неврологических расстройствах, подобных тем, что наблюдаются у людей с высокофункциональным аутизмом, роль верхней височной борозды в обработке социальной информации была определена как механизм, лежащий в основе этих нарушений в социальной жизни. интерпретация. [30]
Сообщалось, что у детей с высокофункциональным аутизмом не наблюдается существенных изменений в активации верхней височной борозды при биологическом движении по сравнению с небиологическим движением, что позволяет предположить, что верхняя височная борозда специально не активируется при обработке биологического движения, как это происходит при дети без аутизма. [30] У пациентов с шизофренией, еще одним неврологическим расстройством, связанным со значительными нарушениями социального познания, эти социальные нарушения были связаны с изменением активации задней верхней височной борозды в аффективной теории сознания, эмоционального распознавания и интерпретации нейтральных выражений лица. . [31] Более конкретно, было установлено, что субъекты, страдающие шизофренией, проявляют гиперактивность в задней верхней височной борозде правого полушария при обработке нейтральных выражений лица, но они также проявляют гипоактивность в этой же области для распознавания эмоций и аффективной теории сознания. [31] Это же исследование также обнаружило нарушение связи между правым и левым полушариями задней верхней височной борозды при обработке аффективной теории сознания. [31] Другое недавнее исследование показало обратную зависимость между концентрацией глутамата в верхней височной борозде и показателями невротизма, оцененными с помощью опросника, у пациентов с шизофренией, что позволяет предположить, что повышение концентрации глутамата может действовать как компенсаторный механизм, который позволяет людям с шизофренией предотвратить невротизм. [32]
Были зарегистрированы различные нарушения СТС, при которых пациенты не могут распознать определенный стимул, но все же демонстрируют подкорковую обработку стимула, это известно как агнозия . Более того, агнозия часто связана с трудностями в распознавании стимулов, несмотря на то, что в остальном сенсорное функционирование нормальное или неповрежденное. Обнаружено, что агнозия нарушает центры головного мозга более высокого порядка, которые также включают области коры, такие как задняя теменная кора и затылочно-височные области. [33] [34]
Чистая слуховая агнозия (агнозия без афазии) встречается у пациентов, которые не могут распознавать неречевые звуки, такие как кашель, свист и плач, но не имеют нарушений в понимании речи. Речевая агнозия известна как неспособность понимать произнесенные слова, несмотря на сохранность слуха, речевой деятельности и способности к чтению. Больные узнают знакомое слово, но не могут вспомнить его значение. Фонагнозия характеризуется как неспособность узнавать знакомые голоса при наличии других слуховых способностей. У пациентов наблюдалась двойная диссоциация: либо неспособность сопоставлять имена или лица с определенным известным голосом, либо отличать знакомые голоса от незнакомых. Зрительная агнозия может быть разбита на отдельные расстройства в отношении того, что узнается. [35] Неспособность распознавать написанные слова известна как алексия или словесная слепота, а неспособность распознавать знакомые лица известна как прозопагнозия . Было показано, что прозопагнозия имеет такую же двойную диссоциацию, как и фонагнозия: у некоторых пациентов наблюдаются нарушения памяти на знакомые лица, в то время как у других наблюдаются нарушения при различении знакомых лиц от незнакомых. ______________________________________________________________________
Модель двойного пути:
Модель Грегори Хикока и Дэвида Поппеля предложила так называемый двойной путь или модель двойного потока. Эта модель исследует восприятие и восприятие речевых стимулов. Модель подразумевает, что при восприятии речи информацию обрабатывают два потока — вентральный и дорсальный. Вентральный поток способствует пониманию и распознаванию речевой информации, проходящей через уши и поступающей в мозг. С другой стороны, дорсальный поток позволяет человеку реагировать на указанный входной сигнал, поскольку речевые стимулы далее подвергаются обработке верхней височной извилиной. Это коррелирует с верхней височной бороздой, поскольку модель двойного пути возникает сразу после проведения «спектротемпорального анализа» через слуховую кору. [36] [37]
Определение речи и неречи:
Верхняя височная борозда играет важную роль в обработке человеческой речи, в частности, в понимании и восприятии человеческих голосов/разговорной речи. Согласно «Верхней височной борозде» (Howard 2023), Блайндер (2000) и Белин (2000) провели исследования, в которых изучалось, как верхняя височная борозда реагирует на различные формы раздражителей, особенно речевых и неречевых. стимулы. Результаты показывают, что верхняя височная борозда благоприятствует реакции на человеческие голоса. [36] [38]
Фонологические соседства:
Фонологические районы — это «районы» или группы слов, которые имеют общие или похожие звуки. Исследования показывают, насколько верхняя височная борозда играет жизненно важную роль в обработке и понимании фонологических окрестностей. Слова подвергаются классификации на основе количества других слов со схожими звуками. Слова с высокой плотностью соседства описывают слова, которые фонетически похожи на несколько других слов. С другой стороны, низкая плотность соседства описывает слова, в которых мало слов со схожим звучанием. [39] [40]
______________________________________________________________________