科学家们即将解开大脑中语言处理的机制

科学家们即将解开大脑中语言处理的机制

这一发现可能有助于理解神经发育性沟通障碍

19世纪60年代，法国医生保罗·布罗卡(Paul Broca)发表了他的研究发现，大脑的语言生成中心位于左半球。尽管从那时起，科学家们已经基本接受了大脑左半球控制语言处理的观点，但这种偏侧化现象背后的原因仍不清楚。“语言处理的偏侧性的听觉皮层的大脑区域已经150多年,但功能、神经机制,和发展这个半球的分工仍然未知,“Hysell诉奥维耶多说,纽约市立大学研究生中心的生物学教授,纽约城市大学。

发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项来自奥维耶多实验室的新研究，在这个谜题上取得了进展。研究人员以老鼠为模型系统，观察了大脑左右听觉处理中心的不同特征，并发现它们的连接图存在差异，这可能解释了它们不同的语音处理功能。除了回答神经科学和语言处理领域长期存在的问题外，奥维耶多的研究结果有朝一日可能会让人们更好地理解某些心理健康问题。自闭症谱系障碍与大脑两侧语言处理能力的缺失有关。异常的侧化是精神分裂症患者产生幻听的一个危险因素。

老鼠发声的一个共同特点是音节的音调向下跳跃。老鼠的左听觉皮层对这些音调序列的反应更活跃，而右听觉皮层对任何音调序列的反应似乎都更通才。专门检测在发声过程中普遍存在的特定音调序列，可能会巩固左听觉中枢在处理语音内容或意义方面的主导地位。而右侧听觉中枢的通才方案则可以在处理语音语调或韵律时发挥主导作用。

值得注意的是，左右两边的特殊差异并不是与生俱来的。相反，Oviedo说，它们电路之间的差异取决于老鼠生长的声学环境。奥维耶多说:“我们发现了接线图上的差异，这为研究影响发声过程发展的分子表型提供了机会，也为研究神经发育性沟通障碍中发声过程是如何出错的提供了机会。”

通过一系列的实验，如3D全脑成像、电生理学和光遗传学，研究人员分析了包括突触连接、轴突投射和两个半球发育在内的特性。奥维耶多说:“我们的研究首次表明，大脑中语言中枢的接线图存在显著差异，而这些差异可能构成了它们独特的语言处理能力的基础。”