Una nuova ricerca mostra come il cervello elabora il linguaggio
I progressi nell'imaging cerebrale effettuati negli ultimi 10 anni hanno rivelato che compiti cognitivi altamente complessi come l'elaborazione del linguaggio si basano non solo su particolari regioni della corteccia cerebrale, ma anche sui percorsi delle fibre della materia bianca che le collegano.
"Con questa nuova tecnologia, gli scienziati hanno iniziato a rendersi conto che nella rete linguistica ci sono molti più percorsi di connessione di quanto pensassimo inizialmente", ha affermato Stephen Wilson, che recentemente è entrato a far parte del dipartimento di scienze della parola, del linguaggio e dell'udito dell'Università dell'Arizona come assistente professore.
"È probabile che abbiano funzioni diverse perché il cervello non è solo un conglomerato omogeneo di cellule, ma non ci sono state molte prove sul tipo di informazioni trasportate sui diversi percorsi".
Lavorando in collaborazione con i suoi colleghi dell'Università di Airzona, il dipartimento di neurologia dell'Università della California, San Francisco, e l'Istituto Scientifico e l'University Hospital San Raffaele di Milano, Italia, Wilson ha scoperto che non solo i percorsi di collegamento sono importanti per elaborazione del linguaggio, ma sono specializzati in compiti diversi.
Due aree cerebrali chiamate regione di Broca e regione di Wernicke fungono da hub di elaborazione principali alla base dell'elaborazione del linguaggio, con fasci densi di fibre nervose che collegano i due. Ma mentre era noto che Broca e Wernicke sono collegati da due percorsi della materia bianca - uno superiore e uno inferiore - la maggior parte della ricerca si era concentrata sulle cellule nervose raggruppate all'interno delle due stesse regioni di elaborazione del linguaggio.
Lavorando con pazienti affetti da disturbi del linguaggio a causa di una varietà di malattie neurodegenerative, i ricercatori hanno utilizzato l'imaging del cervello e test del linguaggio per capire i ruoli svolti dai due percorsi. I loro risultati sono pubblicati in un recente numero della rivista scientifica Neuron.
"Se hai un danno al percorso inferiore, hai danni al lessico e alla semantica", ha detto Wilson. “Dimentichi il nome delle cose, dimentichi il significato delle parole. Ma sorprendentemente, sei estremamente bravo a costruire frasi ".
"Con un danno al percorso superiore, è vero il contrario: i pazienti nominano le cose abbastanza bene, conoscono le parole, possono capirle, possono ricordarle, ma quando si tratta di capire il significato di una frase complessa, lo sono fallirà. "
Lo studio segna la prima volta che è stato dimostrato che i tratti superiore e inferiore svolgono ruoli funzionali distinti nell'elaborazione del linguaggio, scrivono gli autori.
A differenza di molti altri studi che indagano sui disturbi del linguaggio acquisiti, chiamati afasie e solitamente causati da danni al cervello, il team di Wilson ha avuto l'opportunità di studiare pazienti con gradi molto specifici e variabili di danno cerebrale.
"La maggior parte delle afasie sono causate da ictus e la maggior parte degli ictus che colpiscono le regioni linguistiche probabilmente interesserebbe entrambi i percorsi", ha detto Wilson. "Al contrario, i pazienti con afasia progressiva con cui abbiamo lavorato avevano malattie neurodegenerative molto rare e molto specifiche che prendono di mira selettivamente diverse regioni del cervello, permettendoci di separare i contributi dei due percorsi".
Per scoprire quale dei due fasci di fibre nervose fa cosa nell'elaborazione del linguaggio, il team ha combinato la tecnologia di risonanza magnetica del cervello per visualizzare le aree danneggiate e le attività di valutazione del linguaggio testando la capacità dei partecipanti di comprendere e produrre frasi.
"Vorremmo dare ai partecipanti allo studio un breve scenario e chiedere loro di completarlo con ciò che viene naturale", ha detto Wilson. "Ad esempio, se ti dicessi: 'Un uomo stava camminando lungo i binari della ferrovia. Non ha sentito arrivare il treno. Che cosa è successo all'uomo? "Di solito si dice:" È stato investito dal treno "o qualcosa del genere. Ma un paziente con un danno al percorso superiore potrebbe dire qualcosa come "treno, amico, colpisci". Abbiamo scoperto che il percorso inferiore ha una funzione completamente diversa, che è nel significato di singole parole ".
Per verificare la comprensione del significato di una frase, i ricercatori hanno presentato al paziente una frase del tipo: "La ragazza che sta spingendo il bambino è verde" e poi hanno chiesto quale delle due immagini rappresentava esattamente quello scenario.
"Una foto mostra una ragazza verde che spinge un ragazzo, e l'altra mostra una ragazza che spinge un ragazzo verde", ha detto Wilson. “I colori saranno gli stessi, gli agenti saranno gli stessi e l'azione è la stessa. L'unica differenza è: a quale attore si applica il colore? "
"Coloro che hanno solo un danno al percorso inferiore fanno molto bene su questo, il che mostra che il danno a quel percorso non interferisce con la tua capacità di usare le piccole parole funzionali o le terminazioni funzionali sulle parole per capire le relazioni tra le parole in un frase."
Wilson ha affermato che la maggior parte degli studi precedenti che collegano la neurodegenerazione di regioni specifiche con deficit cognitivi si sono concentrati sul danno alla materia grigia, piuttosto che sulla materia bianca che collega le regioni tra loro.
"Il nostro studio mostra che i deficit nella capacità di elaborare le frasi sono al di sopra e al di là di tutto ciò che potrebbe essere spiegato dalla sola perdita di materia grigia", ha aggiunto Wilson. "È il primo studio a dimostrare che il danno a un percorso principale più dell'altro percorso principale è associato a un deficit specifico in un aspetto del linguaggio".
Fonte: Università dell'Arizona
