Мозолистое тело связали с межполушарной асимметрией языка

Статья опубликована в Plos One. Работа выполнена при поддержке мегагранта правительства России в рамках нацпроекта «Наука и университеты». Функциональная асимметрия высших когнитивных функций — уникальное свойство человеческого мозга. Примером асимметрии является язык человека, обработка которого у большинства людей происходит в левом полушарии. Однако у 10–15 процентов людей для обработки языка в различной степени используется и правое полушарие. Традиционно этот факт объясняли развитием левой руки как ведущей, поскольку именно левши и амбидекстры (люди, в равной степени использующие обе руки) демонстрировали смещение языковой обработки в правое полушарие.

Но недавние работы показали, что генетическая основа языковой обработки у левшей и амбидекстров различается. Кроме того, некоторые правши также демонстрируют вовлечение правого полушария в языковые функции. Оба эти факта заставили ученых искать альтернативное объяснение смещению языковых функций в правое полушарие, в частности через изучение анатомических особенностей мозга.

Исследователи Центра языка и мозга НИУ ВШЭ предположили, что с асимметрией языковой обработки связана анатомия мозолистого тела — структуры мозга, соединяющей правое и левое полушария. Чтобы это выяснить, ученые попросили 50 испытуемых выполнить языковую задачу на заканчивание предложений. От участника требовалось прочитать начало предложения вслух и закончить его подходящим по смыслу словом (например, «Теперь министр подписывает важное…»).

В это время активность мозга испытуемого регистрировалась с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Дополнительно у каждого испытуемого измерили объем мозолистого тела. Сопоставление фМРТ-данных с объемом мозолистого тела показало, что больший объем мозолистого тела действительно связан с меньшим смещением языковых функций в правое полушарие у испытуемых.

Можно сказать, что при обработке языка мозг стремится «рационально использовать» ресурсы одного полушария — левого. Это приводит к подавлению дополнительного вовлечения правого полушария через мозолистое тело. И чем больше объем мозолистого тела у человека, тем сильнее подавляется правое полушарие при выполнении языковых функций, и наоборот. Этот результат согласуется с теоретической моделью о подавлении активности одного из полушарий через волокна мозолистого тела во время выполнения различных когнитивных заданий.

«Полученные выводы стали возможны благодаря авторскому дизайну исследования и использованию продвинутых методов обработки данных нейровизуализации, — комментирует директор Центра языка и мозга НИУ ВШЭ Ольга Драгой. — Обычно мозговую латерализацию языка довольно трудно надежно измерить из-за того, что типичные речевые задания, использованные в предыдущих исследованиях (называние рисунков, подбор слов на определенную букву, прослушивание речи), вызывают активацию только в некоторых частях мозговых структур, отвечающих за языковые функции. В связи с этим мы разработали уникальное речевое задание для функциональной МРТ — на заканчивание предложений, — которое надежно активирует все языковые области мозга».

Кроме того, для реконструкции мозолистого тела по МРТ-данным ученые применили продвинутый метод трактографии, основанный на сферической деконволюции. Он позволяет моделировать множественные направления волокон внутри минимальной единицы объема (воксела) и из-за этого лучше реконструирует пересечения разнонаправленных волокон, чем традиционная диффузионно-тензорная модель. Метод демонстрирует большую надежность в сравнении с традиционно используемой диффузионно-тензорной трактографией.

НИУ ВШЭ

301 статей

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — один из крупнейших и самых востребованных вузов России. В университете учится 54 тысячи студентов и работает почти 4,5 тысячи учёных и преподавателей. НИУ ВШЭ ведёт фундаментальные и прикладные исследования в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также креативных индустрий. В университете действуют 47 центров превосходства, или международных лабораторий. Вышка объединяет ведущих мировых исследователей в области изучения мозга, нейротехнологий, биоинформатики и искусственного интеллекта. Университет входит в первую группу программы «Приоритет-2030» в направлении «Исследовательское лидерство». Кампусы НИУ ВШЭ расположены в четырех городах — Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Перми, а также в цифровом пространстве — «Вышка Онлайн».

Показать больше