stringtranslate.com

Язык жестов в мозге

Язык жестов относится к любому естественному языку, который использует визуальные жесты, производимые руками и языком тела, чтобы выразить значение. Левая сторона мозга является доминирующей стороной, используемой для создания и понимания языка жестов, так же как и для речи. [1] В 1861 году Поль Брока изучал пациентов со способностью понимать устную речь, но неспособных ее воспроизводить. Поврежденная область была названа зоной Брока и расположена в нижней лобной извилине левого полушария ( поля Бродмана 44, 45). Вскоре после этого, в 1874 году, Карл Вернике изучал пациентов с обратным дефицитом: пациенты могли воспроизводить устную речь, но не могли ее понимать. Поврежденная область была названа зоной Вернике и расположена в задней верхней височной извилине левого полушария ( поле Бродмана 22).

У людей с повреждением в зоне Брока возникают проблемы с воспроизведением знаков. У людей с повреждением в зоне Вернике (левое полушарие) в височной доле мозга возникают проблемы с пониманием жестовых языков. Ранее было отмечено, что зона Брока находится рядом с частью моторной коры, контролирующей лицо и рот. Аналогично, зона Вернике находится рядом со слуховой корой. Эти моторные и слуховые области важны для обработки и воспроизведения устной речи, но связь с жестовыми языками еще не была обнаружена. По этой причине левое полушарие было описано как вербальное полушарие, а правое полушарие считалось ответственным за пространственные задачи. Этот критерий и классификация использовались для осуждения жестовых языков как не равных устному языку, пока не было широко признано, что из-за сходства в кортикальных связях они лингвистически и когнитивно эквивалентны.

В 1980-х годах были проведены исследования на глухих пациентах с инсультом левого полушария с целью изучения связи мозга с жестовыми языками. Было обнаружено, что левая перисильвиевая область функционально важна для языка, устного и жестового. [1] [2] Ее расположение вблизи нескольких ключевых областей слуховой обработки привело к убеждению, что языковая обработка требует слухового ввода, и использовалось для дискредитации жестовых языков как «настоящих языков». [2] Это исследование открыло дверь для лингвистического анализа и дальнейшего изучения жестовых языков. Жестовые языки, как и разговорные языки, являются высокоструктурированными лингвистическими системами; они имеют свои собственные наборы фонологических, морфологических и синтаксических характеристик. Несмотря на некоторые различия между разговорными и жестовыми языками, связанные с ними области мозга имеют много общего. [3]

Рисунок 1. Схема восходящего слухового пути.

Как мозг обрабатывает слуховую информацию

Одной из основных структур для слуха является улитка , крошечная спиральная структура внутри уха (показана на рисунке 2). [4] Это одна из нескольких структур, повреждение которых может привести к потере слуха. Когда звуковые волны попадают в ухо, они вызывают вибрацию барабанной перепонки. Эта вибрация заставляет косточки уха двигаться, вызывая вдавливание овального окна . Это вдавливание вызывает волны в жидкости улитки, которые инициируют движение базилярной мембраны . Различные участки базилярной мембраны отвечают за реакцию на различные типы звука, причем волна конкретного звука достигает пика в ответственной части базилярной мембраны. Этот процесс преобразует звук в нейронную активность через рецепторы волосковых клеток . Эти рецепторы имеют стереоцилии, которые вызывают высвобождение нейротрансмиттера на вестибулокохлеарный нерв при движении.

Синапсы вестибулокохлеарного нерва в верхнем продолговатом мозге с использованием кохлеарных ядер. [5] Это считается началом восходящего слухового пути (показано на рисунке 1). Затем кохлеарные ядра отправляют информацию в верхнее оливковое ядро , чтобы инициировать процесс интерпретации и объединения информации мозгом. Мозг способен локализовать звук, понимая разницу во времени и интенсивности звуков в каждом ухе. [5] Эта информация продолжается в нижний холмик четверохолмия , который важен для интеграции большей части восходящей слуховой информации. Нижний холмик четверохолмия отправляет эту информацию в медиальное коленчатое ядро ​​в таламусе . Таламус, наконец, проецирует полученную информацию в слуховую кору , которая находится в височной доле .

Рисунок 2. Схема уха и внутренних структур.

Сходства и различия между полушариями между устной речью и жестовыми языками

И левое, и правое полушарие имеют мозговые структуры, связанные с устной речью и жестовым языком. Устная речь и жестовый язык зависят от одного и того же коркового субстрата. [2] Это показывает, что левое полушарие отвечает за обработку всех аспектов языка, а не только речи. Однако нейронная организация, лежащая в основе способностей к языку жестов, имеет больше общего с таковой устной речи, чем с нейронной организацией, лежащей в основе визуально-пространственной обработки, которая обрабатывается преимущественно в правом полушарии. [2] У пациентов с повреждением левого полушария (LHD) в областях от лобной доли до затылочной доли наблюдались симптомы афазии как Брока, так и Вернике. Пациенты плохо справлялись со многими языковыми задачами, такими как понимание знаков и предложений и беглая жестовая речь. Подобно «оговоркам» слышащих пациентов после LHD, глухие пациенты с LHD испытывали парафазии , или «оговорки руки». Эти промахи руки обычно подразумевают неправильную форму руки в правильном месте и с правильным движением, подобно тому, как слышащий пациент заменяет «bline» или «gine» на «fine». [6] Однако некоторые повреждения правого полушария приводят к нарушениям в жестовых языках. Топографическое использование пространства жестов часто неточно у пациентов с RHD; связь между расположением рук в пространстве жестов и расположением объектов в физическом пространстве часто нарушается. Однако вместо того, чтобы быть неправильно понятыми, субъекты и объекты в предложении могут просто быть размещены неправильно относительно других субъектов и объектов в предложении, например, сказать «карандаш в книге», а не «карандаш наверху книги». [6] Примерно во время эксперимента в сообществе начали распространяться теории о том, что в жестовых языках может быть необъяснимое участие правого полушария, не наблюдаемое в разговорных языках. Эти теории были также приняты лингвистами жестового языка, а дальнейшие исследования изображений и нейропсихологическое тестирование подтвердили наличие активности в правом полушарии. [7] Предшествующие исследования правого полушария в разговорных языках привели к преобладающим теориям о его роли в связности дискурса и просодии . Было предложено, что правое полушарие помогает обнаруживать, обрабатывать и различать визуальное движение. [2] Также было показано, что правое полушарие играет роль в восприятии движений тела и положений. [2] Все эти особенности правого полушария более выражены в жестовых языках, чем в разговорных языках, отсюда и аргумент, что жестовые языки задействуют правое полушарие больше, чем разговорные языки.

По мере того, как технология визуализации мозга, такая как ЭЭГ, становилась все более развитой и распространенной, она в конечном итоге была применена для понимания языка жестов. Использование ЭЭГ для записи потенциалов, связанных с событиями, может соотносить конкретную мозговую активность с обработкой языка в реальном времени. Предыдущее применение ERP на слышащих пациентах показало нейронную активность в левом полушарии, связанную с синтаксическими ошибками. [2] Когда электроды подключались к глухим носителям языка жестов, аналогичные синтаксические аномалии, связанные с потенциалом, связанным с событиями, регистрировались как в левом, так и в правом полушарии. Это показывает, что синтаксическая обработка для американского языка жестов (ASL) не латерализована в левое полушарие. [2]

При общении на соответствующих языках, у глухих и слышащих субъектов активируются схожие области мозга, за некоторыми исключениями. Во время обработки слуховых стимулов для разговорных языков обнаруживается активность в зоне Брока, зоне Вернике, угловой извилине, дорсолатеральной префронтальной коре и верхней височной борозде. [8] Активность правого полушария обнаруживалась менее чем в 50% испытаний у слышащих субъектов, произносящих английские предложения. Когда глухим субъектам было поручено читать по-английски, ни одна из структур левого полушария, наблюдаемых у слышащих субъектов, не была видна. [8] Глухие субъекты также демонстрировали очевидную активацию средней и задней височно-теменной долей в правом полушарии. [8] Когда слышащим субъектам предъявляли различные знаки, предназначенные для того, чтобы вызвать эмоции у носителей языка жестов, не было никаких явных изменений в активности мозга в традиционных центрах обработки языка. Активность мозга глухих носителей языка жестов при обработке знаков была аналогична активности слышащих субъектов, обрабатывающих английский язык. Однако обработка ASL широко задействовала структуры правого полушария, включая значительную активацию всей верхней височной доли, угловой области и нижней префронтальной коры. Поскольку носители языка жестов также демонстрировали эту активацию правого полушария при обработке ASL, было высказано предположение, что эта активация правого полушария обусловлена ​​временным визуально-пространственным декодированием, необходимым для обработки языков жестов. [8]

В похожем исследовании, опубликованном в 2017 году, глухие люди, использующие французский язык жестов, изучались во время обработки французского языка жестов и письменного французского языка. Во время обработки каждого из языков наблюдалась двусторонняя активация в затылочных долях, в височных долях около верхней височной борозды и в лобных извилинах. [9] Обработка языка жестов показала более сильную активацию в обеих затылочных долях, обеих задних височных долях и в таламусе с двух сторон. Она также показала сильную активацию, особенно в структурах правого полушария: верхней височной борозде, веретенообразной извилине и нижней лобной извилине. [9] В отличие от обработки языка жестов, когда люди обрабатывали письменный французский язык, наблюдалась сильная активация с двух сторон и в левом полушарии. Областями, которые показали двустороннюю активацию, были, среди прочего, нижние теменные доли, веретенообразной извилины и поле Бродмана 44. Области, латерализованные в сторону левого полушария, представляли собой шпорную и веретенообразную извилины, в частности, в месте, отвечающем за зрительную форму слова . [9]

Неврологические различия между глухими и слышащими группами

Считается, что существуют значительные нейроанатомические различия между врожденно глухими людьми и теми, кто стал глухим позже в жизни. [10] Поэтому широко распространено мнение, что исследования различий в связях и проекциях нейронов у глухих людей должны блокироваться на две группы — врожденно глухих и глухих после рождения. Структурная визуализация мозга обычно показывает, что объем белого вещества слуховой коры различается у глухих и слышащих людей, независимо от первого изученного языка. [10] Считается, что у глухих людей большее соотношение серого вещества к белому веществу в определенных слуховых корах, таких как левая и правая извилины Гешля и верхняя височная извилина . [11] Считается, что это повышенное соотношение существует из-за меньшего общего количества белого вещества в извилине Гешля и верхней височной извилине у глухих людей. В целом, слуховая кора глухих людей имеет повышенное соотношение серого и белого вещества в результате отсутствия слуховых стимулов, что, как обычно считается, приводит к меньшей миелинизации и меньшему количеству проекций к слуховой коре и от нее. [11]

Считалось, что глухие от рождения люди могут дать представление о пластичности мозга; уменьшенная слуховая связность и объем мозга для слуховой обработки дает возможность для улучшения зрительной коры, которая имеет большее значение для глухих людей. [12] Шпорная борозда действует как центр для первичной зрительной коры у людей. У глухих от рождения людей объем шпорной коры заметно больше, чем у слышащих людей. [12] Увеличенный объем и размер зрительной коры глухих людей может привести к усилению визуальной обработки. Глухие люди продемонстрировали, посредством потенциала, связанного с событиями, повышенную чувствительность и реактивность на новые визуальные стимулы — свидетельство пластичности мозга, ведущей к улучшению поведения. [13]

Различия между подписавшими и не подписавшими

В одном эксперименте, опубликованном в 1992 году, визуальные ментальные образы изучались у людей, говорящих на языке жестов (ASL) — глухих и слышащих — и у людей, не говорящих на языке жестов. Эти слышащие люди, говорящие на языке жестов, родились у глухих родителей, и ASL был их первым языком. Другим аспектом, рассмотренным в этом исследовании, была разница между носителями языка жестов и теми, кто выучил язык жестов в более позднем возрасте. В этом эксперименте носители языка жестов считаются глухими людьми, которые родились у глухих родителей и, следовательно, начали усваивать язык в младенчестве. Основным языком других глухих людей, говорящих на языке жестов, является язык жестов, но они выучили его только в возрасте от двух до шестнадцати лет. [14]

В эксперименте по созданию простых и сложных изображений самыми быстрыми были глухие люди, за ними следовали слышащие люди, говорящие на языке жестов, а затем слышащие люди, не говорящие на языке жестов. Это было ожидаемо; однако, если взглянуть на таблицу результатов, то слышащие люди, говорящие на языке жестов, показали почти такие же результаты в отношении простых и сложных изображений, как и глухие люди, говорящие на языке жестов, но просто медленнее. [14] Слышащие люди, не говорящие на языке жестов, были на верном пути, следуя за простым изображением, но время их реакции было значительно больше. [14] По крайней мере, в этой области опыт работы с визуально-пространственным языком обеспечивает более быструю реакцию.

Результаты согласуются с тем, что способности, задействованные для обработки языка жестов, улучшаются в мозге по сравнению с этими способностями у лиц, не владеющих языком жестов. Пара вещей, на которые проверялись испытуемые, включали мысленное вращение и зеркальные перевороты. У лиц, владеющих языком жестов, было преимущество в зеркальных переворотах, но не было никакой разницы между лицами, владеющими языком жестов, и лицами, не владеющими языком жестов, выполняющими мысленное вращение. Из-за этих результатов, возможно, неверно утверждать, что у лиц, владеющих языком жестов, лучшая способность преобразовывать изображения, но эта способность может заключаться во вращении изображений. Из-за этого эксперимента была поставлена ​​под сомнение причина расширенных способностей, которая заключается в слуховой депривации или в использовании визуально-пространственного языка. Слух лиц, владеющих языком жестов, которые выучили язык жестов в качестве первого языка, может быть ключом к ответу на этот вопрос. [14]

Полезное использование языка жестов

Хотя язык жестов в основном используется глухими, слабослышащими людьми или в близких отношениях с глухими или слабослышащими людьми, язык жестов может быть полезен при других состояниях, которые вызывают трудности в общении с использованием вербального языка. Эти расстройства могут включать проблемы с артикуляцией, беглостью речи и голосом. [15]

Апраксия речи

Это расстройство, которое влияет на способность мозга планировать движения, участвующие в речи. [16] При этом расстройстве человек когнитивно знает, что он хочет сказать, но не может произнести эту мысль вербально. Апраксия речи может быть как приобретенной, так и врожденной. Приобретенная апраксия возникает из-за повреждения частей мозга, которые используются для производства речи, и причины апраксии с рождения не ясны.

Некоторые симптомы апраксии:

Дизартрия

Это расстройство, которое является результатом либо слабости мышц, которые используются для производства речи, либо снижения способности контролировать эти мышцы. [17] Некоторые распространенные причины дизартрии — расстройства нервной системы или другие расстройства, которые могут вызывать паралич лица, языка и горла.

Некоторые симптомы дизартрии:

Афазия

Это расстройство, которое влияет на то, как человек понимает, говорит и пишет язык. Афазия обычно является результатом черепно-мозговой травмы или инсульта, но может иметь и другие причины, такие как опухоли или прогрессирующие заболевания. [18] Существует несколько типов афазии, два из которых наиболее популярны — афазия Брока и афазия Вернике. Различные типы афазии по-разному влияют на понимание и воспроизведение языка.

Некоторые симптомы афазии:

Дисфония

Это расстройство голоса, которое включает два различных типа. Гипофункциональная дисфония возникает из-за неполного закрытия голосовых связок или голосовых складок, тогда как гиперфункциональная дисфония возникает из-за чрезмерного использования мышц гортани. [19]

Некоторые симптомы дисфонии:

Ссылки

  1. ^ ab Campbell, Ruth (29 июня 2007 г.). «Язык жестов и мозг». Журнал исследований и образования глухих . 13 (1): 3–20. doi : 10.1093/deafed/enm035 . PMID  17602162.
  2. ^ abcdefgh Кэмпбелл, Рут и др. «Язык жестов и мозг: обзор». Журнал исследований и образования глухих , т. 13, № 1, 2008 г., стр. 3–20., https://www.jstor.org/stable/42658909.
  3. ^ Пойзнер Х., Клима Е.С., Беллуджи У., Что руки говорят о мозге, 1987, Кембридж, Массачусетс. Издательство MIT Press
  4. ^ 2-минутная нейронаука: улитка уха , получено 11 декабря 2023 г.
  5. ^ ab Peelle, JE; Engelhard, N. (2022-01-01). «Слуховые пути к мозгу — введение в ощущение и восприятие». Библиотеки Университета Миннесоты .
  6. ^ ab Эмморей, К ; Дамасио, Х; Маккалоу, С; Грабовски, Т; Понто, LLB; Хичва, Р.Д.; Беллуджи, У (2002). «Нейронные системы, лежащие в основе пространственного языка в американском языке жестов». NeuroImage . 17 (2): 812–24. doi :10.1016/s1053-8119(02)91187-0. PMID  12377156.
  7. ^ Hickok, G (февраль 1999). «Дефицит речи после повреждения правого полушария у глухих жестовых людей». Мозг и язык . 66 (2): 233–48. CiteSeerX 10.1.1.531.4691 . doi :10.1006/brln.1998.1995. PMID  10190988. S2CID  12070728. 
  8. ^ abcd Невилл, Хелен (3 февраля 1998 г.). «Церебральная организация языка у глухих и слышащих субъектов: биологические ограничения и эффекты опыта». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . Получено 8 мая 2017 г.
  9. ^ abc Moreno, Antonio, Limousin, Fanny, Dehaene, Stanislas, Pallier, Christophe (2018-02-15). «Мозговые корреляты составной структуры в понимании языка жестов». NeuroImage . 167 : 151–161. doi :10.1016/j.neuroimage.2017.11.040. ISSN  1053-8119. PMC 6044420 . PMID  29175202. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ ab Olulade, Olumide (15 апреля 2014 г.). «Различия в анатомии мозга между детьми, слышащими и говорящими на родном языке». Медицинский центр Джорджтаунского университета . Получено 6 мая 2017 г.
  11. ^ ab Эмморей, Карен и др. «Морфометрический анализ слуховых областей мозга у взрослых с врожденной глухотой». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки , т. 100, № 17, 2003 г., стр. 10049–10054., https://www.jstor.org/stable/3147660.
  12. ^ ab Allen JS, Emmorey K, Bruss J, Damasio H. Нейроанатомические различия в зрительной, моторной и языковой коре между врожденно глухими людьми, говорящими на языке жестов, слышащими людьми, и слышащими людьми, не говорящими на языке жестов. Frontiers in Neuroanatomy . 2013;7:26. doi :10.3389/fnana.2013.00026
  13. ^ Боттари Д., Кэклин А., Джиард М. Х., Павани Ф. Изменения в ранней корковой визуальной обработке предсказывают повышенную реактивность у глухих людей. Сиригу А., ред. PLoS ONE . 2011;6(9):e25607. doi :10.1371/journal.pone.0025607.
  14. ^ abcd Эммори, Карен, Косслин, Стивен М., Беллуджи, Урсула (1993-02-01). "Визуальные образы и визуально-пространственный язык: улучшенные способности к визуализации у глухих и слышащих носителей языка жестов ASL". Cognition . 46 (2): 139–181. doi :10.1016/0010-0277(93)90017-P. ISSN  0010-0277. PMID  8432094. S2CID  628189.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Зиве, Д.; Конауэй, Б. «Нарушения речи и языка — симптомы и причины». www.pennmedicine.org . Получено 11 декабря 2023 г.
  16. ^ «Что такое апраксия речи? | NIDCD». www.nidcd.nih.gov . 2017-10-31 . Получено 2023-12-11 .
  17. ^ "Дизартрия - Симптомы и причины". Клиника Майо . Получено 11 декабря 2023 г.
  18. ^ "Афазия: расстройство коммуникации может быть инвалидизирующим-Афазия - Симптомы и причины". Клиника Майо . Получено 2023-12-11 .
  19. ^ "Функциональная дисфония | Мичиганский университет здравоохранения". www.uofmhealth.org . Получено 11 декабря 2023 г.

[1] [2]

  1. ^ «Как мы слышим? | NIDCD». www.nidcd.nih.gov . 2022-03-16 . Получено 2023-12-11 .
  2. ^ "Потеря слуха и глухота: нормальный слух и нарушенный слух", InformedHealth.org [Интернет] , Институт качества и эффективности в здравоохранении (IQWiG), 2017-11-30 , получено 2023-12-11