城市线描剪影:大脑是如何连词成句的？

你知道大脑神经通路受损的后果是神马吗？

译者：julie20098

科技日报（2011年11月28日）——通过研究由神经退行性疾病引起语言障碍的病人，研究人员发现，不同的神经通路对于语言处理的各个方面都很重要。

大脑左半球让我们具有理解力并产生语言，这一点虽然早已得到承认，但是科学家们仍在探究大脑的这些区域究竟如何具有理解力并产生语言这些极为复杂的过程。

在过去10年内取得的脑成像研究进展表明高度复杂的认知任务，如语言处理不仅依赖于特定区域的大脑皮层，还依赖于连接它们的白色物质纤维通路。

史提芬.威尔逊(Stephen Wilson)副教授新近加入亚利桑那大学语言与听力科学系，他说：“通过这项新技术，科学家们开始意识到在语言网络中有比我们原先认为的更多的连接通路。它们可能具有不同的功能，因为大脑不只是细胞的均匀聚合体，不过目前还没有大量的证据表明不同通路中传递的是何种信息。”

在加州大学旧金山分校神经学系和意大利米兰圣拉斐尔医院的同事们的共同协作下，威尔逊发现连接通路除了对语言处理很重要以外，它们还专事不同的任务。

密集的神经纤维连接称为布洛卡区和韦尼克区的两个大脑区域，这很像纤维光缆连接计算机服务器，大脑的这两个区域作为主要的计算中枢进行语言处理。由于已知布洛卡区和韦尼克区是由上行、下行白色物质通路连接的，因此大多数的研究侧重于这两个语言处理区域自身内部聚集的神经细胞。

在与因各种神经退行性疾病所致的语言障碍的患者接触过程中，威尔逊的研究小组使用脑成像和语言测试弄清了这两条通路所起的作用。他们的研究结果发表在最近一期的科学杂志《神经元》上。

威尔逊说：“如果你下行通路受损，那么你的词汇和词义就受损。如果你不记得东西的名字，你就忘记了词语的含义。但出人意料的是，你非常善于组织句子。”

研究报告的作者写道，此项研究第一次表明了上、下行通路在语言处理中发挥各自独特的功能。只有上行通路在句法处理中发挥了重要作用。威尔逊在他还是博士后时，在加州大学旧金山分校(UCSF)的记忆与衰老中心征集了一些患有不同严重程度的神经退行性病人，他与这些病人接触并收集数据。这项研究包括15名男子和12名女性，他们的年龄均在66岁左右。

针对获得性语言障碍（称为失语症，由大脑受损引起）的研究有很多，但威尔逊团队的研究有别于它们，该团队有极难得的机会研究那些大脑受损独特且程度多变的患者。

威尔逊说，“大多数的失语症是由中风造成的，而多数影响语言区域的中风可能会影响大脑的两个通路。相比之下，我们接触到的进行性失语症病人有着非常罕见和独特的有选择性地针对不同脑区的神经退行性疾病，这就使我们对两个通路的作用进行梳理分析。”

为了弄清两个神经纤维束在语言处理中的作用，该研究小组结合磁共振脑成像技术使大脑受损区可视化，并通过测试受试者理解和造句的能力进行语言的评估。

威尔逊说：“我们会给研究受试者一个简短的场景，让他们完成随后自然而然发生的事。比如，如果我对你说，‘一个男人正沿着铁道行走，他没听见火车来了，那人会发生什么事?’通常情况下，你会说，‘他会被火车撞了，’或诸如此类的话。”

“但上行通路受损的病人会这样说‘火车、男人、撞了。’我们发现下行通路具有完全不同的功能，它对于单个词语的含义起作用。”

为了测试对句子含义的理解，研究人员对病人说出一句话如，“正在推男孩的那个女孩是绿色的，”然后问病人两张图片中的哪一张图准确地描绘了这个场景。

“那些只是下行通路受损的病人在这方面表现出色，这表明这条通路受损并不干扰人们使用小功能词或功能性字尾去理解一个句子中的词与词之间的关系。”

威尔逊说，最先前的研究将特定区域的神经变性与认知障碍联系在一起，它们侧重于研究脑灰质受损，而不注重对将大脑的各个区域相连的脑白质的研究。威尔逊补充说，“我们的研究表明句子处理能力方面的障碍远不是仅仅是由于脑灰质受损能解释得了的。这个首次研究表明一个主要通路受损程度大于其它的主要通路与语言的某个方面的特定障碍有关联。”

该研究主要由国家卫生研究院拨款资助，合著者包括如下人员：Sebastian Galantucci, Maria Carmela Tartaglia, Kindle Rising, Dianne Patterson (均就职于亚利桑那大学语言与听力科学系)，Maya Henry, Jennifer Ogar, Jessica DeLeon, Bruce Miller and Maria Luisa Gorno-Tempini。