Мозолистое тело оказалось «выключателем» правого полушария мозга во время речи

Чем оно толще, тем эффект сильнее

ISTOCK

Учёные из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ подтвердили участие мозолистого тела (corpus callosum) в распределении обработки языковой информации между полушариями мозга. Для этого они разработали уникальное речевое задание и применили современные методы нейровизуализации. Статья по итогам исследования опубликована в PLoS ONE. Работа выполнена при поддержке мегагранта правительства РФ в рамках нацпроекта «Наука и университеты».

Для человеческого мозга характерна функциональная асимметрия высших психических функций. Например, у большинства людей ведущую роль в обработке языка играет левое полушарие. Однако у 10–15% человеческой популяции для той же задачи 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.

Всё это заставило учёных 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 — крупнейшей комиссуры — структуры мозга, соединяющей правое и левое полушария. 

Чтобы это выяснить, учёные 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 объём мозолистого тела.

Сопоставление данных фМРТ с объёмом мозолистого тела показало, что чем больше последнее, тем меньше смещение 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 посредством мозолистого тела. Поэтому чем больше его объём у человека, тем сильнее исключается правое полушарие из обработки языковых функций, и наоборот. Полученный 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. Обычно мозговую латерализацию языка довольно трудно надежно измерить из-за того, что типичные речевые задания, использованные в предыдущих исследованиях (называние рисунков, подбор слов на определённую 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.

Ольга Драгой
Директор Центра языка и мозга НИУ ВШЭ

Важно добавить, что для реконструкции мозолистого тела по МРТ-данным учёные применили продвинутый метод трактографии, основанный на сферической деконволюции. Он позволяет моделировать множественные направления волокон внутри минимальной единицы объёма — воксела (трёхмерного пикселя) и из-за этого лучше реконструирует пересечения разнонаправленных волокон, чем традиционная диффузионно-тензорная модель. Метод демонстрирует большую надёжность в сравнении с традиционно  используемой диффузионно-тензорной трактографией.
IQ

Автор текста: Анастасия Лобанова